Блок питания на усилитель: Безупречный блок питания для усилителя — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Безупречный блок питания для усилителя

О блоках питания

Про блок питания для усилителя было написано уже как минимум две статьи: Блок питания для TDA7293 и TDA7294 и Блок питания усилителя – схема и работа. Во второй из них подробно рассматривается структура блока питания и работа его узлов. Схемы блока питания, которые описаны в статьях, на самом деле отличные, хорошо работают и именно по ним построено подавляющее большинство блоков питания как в самодельной, так и в промышленной аппаратуре. Что будет здесь? Здесь я хочу дать практическую схему «безупречного» блока питания для усилителя.

«Безупречный» — это не означает «самый совершенный», или «самый лучший». И не только потому, что для кого-то «самый лучший» — это со встроенной кофемашиной. В этом блоке питания оптимальным образом (а вовсе не максимально!) устранены все погрешности, помехи и нестабильности. Так, чтобы получить качество питания, не идеальное, но достаточное для отличной работы практически любого усилителя.

Типовая схема блока питания приведена в статье Блок питания усилителя и показана на рис. 1. Это отличный блок питания, реализованный в подобном виде в огромном количестве устройств. Трансформатор разделяет его на две части: слева от трансформатора находится высоковольтная часть, подключаемая в сеть переменного тока, а справа – низковольтная часть, подключаемая к усилителю.

Рис. 1. Схема блока питания усилителя.

Высоковольтная часть блока питания должна обязательно содержать предохранитель и выключатель питания. Крайне желательно также использовать сетевой фильтр. Обычно применение помехоподавляющего конденсатора даёт достаточно хорошие результаты. Более того, я очень рекомендую его применять.

Применять более сложный фильтр можно, но с осторожностью – в зависимости от схемы фильтра и наличии или отсутствии заземления корпуса, сложный «правильный» фильтр может создать проблемы: корпус может оказаться под напряжением сети при связи через Y-конденсаторы. Кроме того, необходимо правильно оценивать ток, потребляемый усилителем от сети, иначе фильтр будет перегружаться током и эффективность его значительно снизится. Кроме того, готовые фильтры в сборе достаточно дороги, а при сборке фильтра из отдельных комплектующих есть шанс ошибиться в их правильном применении.

О хороших сетевых фильтрах поговорим в другой раз. А сейчас обойдёмся одним помехоподавляющим конденсатором, которого обычно вполне достаточно.

Поэтому займёмся той частью, которая находится справа от трансформатора – низковольтной. Работа этой части является более важной.

«Безупречный» блок питания для усилителя

Схема «безупречного» блока питания показана на рисунке 2. Она ничем принципиально не отличается от исходной, показанного на рисунке 1. В схему добавлено несколько дополнительных элементов, которые немного улучшают её работу. Улучшают немного, потому что сильно улучшить исходную схему невозможно.

Рис. 2. «Безупречный» блок питания для усилителя.

К левым контактам (~, Gnd, ~) подключается трансформатор, с правых контактов (+, Gnd, -) постоянное напряжение питания подаётся на усилитель.

Резисторы R1, R2 совместно с конденсаторами С1, С2 образуют два снаббера, каждый из которых подключён к своей полуобмотке трансформатора. Снаббер служит для подавления возможных высокочастотных осцилляций (колебаний). Откуда эти колебания могут возникнуть? Ток от трансформатора потребляется короткими импульсами, в этом состоит работа выпрямителя на ёмкостную нагрузку. В момент закрывания диодов выпрямителя, ток в цепи уменьшается до нуля за довольно короткое время. Из-за индуктивности трансформатора могут возникнуть всплески напряжения (а могут и не возникнуть), энергия которых обычно «мягко» рассеивается на сопротивлении и ёмкости обмоток трансформатора. Но иногда при очень неудачном стечении обстоятельств энергия, накопленная в индуктивности трансформатора (и вызывающая всплески напряжения), может рассеиваться в виде высокочастотных колебаний. При этом каждый полупериод напряжения сети сопровождается «вспышкой» высокочастотных осцилляций. Конденсаторы снаббера пропускают такие осцилляции на резисторы, где энергия рассеивается, превращаясь в тепло. Если быть честным, я никогда не сталкивался на практике с подобными осцилляциями. Во всех случаях не было условий для их возникновения. Поэтому снабберы – достаточно ненужный элемент этой схемы. Скорее всего, работы для них не будет. Для чего тогда я их использую? Но мы же делаем самый лучший блок питания для усилителя, не так ли?

Диоды VD1-VD4 образуют выпрямитель. Почему именно такой – это самый лучший, я уже об этом писал. В выпрямителе используются диоды Шоттки. Не потому, что они более волшебные. И даже не потому, что они более быстрые. А потому что:

На них падает меньшее напряжение, а значит, больше напряжения получит усилитель.
На них падает меньшее напряжение, а значит, при том же токе они будут нагреваться меньше, чем «обычные» диоды.

Кстати, чем более быстрые диоды используются в выпрямителе, тем больше шансов возникновения ударной осцилляции, которую приходится подавлять снабберами.

Каждый из диодов зашунтирован конденсатором (С3…С6). Эти конденсаторы также как и снабберы снижают помехи коммутации, но уже каждого диода по отдельности. Интересно, что шунтирующие конденсаторы образуют мост, рис. 3. Трансформатор включается в одну диагональ этого моста, а нагрузка – в другую. Поэтому при идеальном балансе моста высокочастотные помехи, поступающие из сети через трансформатор, в нагрузку не попадают. Для этого конденсаторы должны иметь одинаковую ёмкость. Но подбирать их по ёмкости нет необходимости. Достаточно использовать конденсаторы одинакового номинала. Дело в том, что эта их функция вторична: помехи в сети должны подавляться ещё до трансформатора, поэтому небольшой разбаланс моста, вызванный разбросом ёмкостей конденсаторов, совершенно не страшен. Да и разбаланс моста будет небольшим, так что помехи будут подавляться достаточно хорошо.

Рис. 3. Мост из шунтирующих конденсаторов.

Кстати, ёмкость шунтирующих конденсаторов во много раз больше, чем ёмкость диодов выпрямителя. Так что конденсаторы намного замедляют процесс переключения тока (диод выключается быстро, а ток через конденсатор продолжает протекать). Поэтому система «быстрый диод плюс конденсатор» оказывается намного более медленной, чем система «обычный небыстрый диод без конденсатора». Тем не менее, несмотря на «излишнюю медлительность», система с конденсатором лучше, что давно известно. Это ещё раз подтверждает тот факт, что мифы о хорошем «звучании» быстрых диодов в выпрямителе – всего лишь мифы.

Электролитические конденсаторы большой ёмкости С7…С12 запасают энергию и являются фильтром питания. Они заряжаются короткими импульсами тока, поступающими от выпрямителя, и отдают эту энергию усилителю в паузах, когда напряжение в сети переходит через ноль. Если рассмотреть их работу с другой стороны, то эти конденсаторы сглаживают пульсации напряжения питания. Главное то, что от этих конденсаторов усилитель получает энергию в течение 90% времени своей работы. Так что конденсаторы должны быть качественными. Но никаких волшебных свойств от этих конденсаторов не требуется. Гораздо важнее правильно их выбрать и подключить. Об этом смотрим ниже.

Плёночные конденсаторы С13, С14 помогают электролитическим конденсаторам работать на высоких частотах. Дело в том, что все конденсаторы имеют определённую максимальную рабочую частоту, выше которой их свойства заметно ухудшаются. А у электролитических конденсаторов эта максимальная рабочая частота находится в звуковом диапазоне. То есть, на высших звуковых частотах электролитические конденсаторы большой ёмкости работают недостаточно хорошо.

Конденсаторы

Типичная зависимость импеданса (модуля полного сопротивления) электролитического конденсатора ёмкостью 10000 мкФ от частоты показана на рисунке 4 (по данным компании Nichicon, красные точки на графике поставил я). Пунктирными прямыми линиями на графике показано поведение идеального конденсатора (линия Xc) и идеальной катушки индуктивности (линия X_L).

Рис. 4. Зависимость импеданса (модуля полного сопротивления) электролитического конденсатора от частоты.

На низких частотах конденсатор ведёт себя «правильно», и имеет свойства конденсатора: при увеличении частоты его импеданс пропорционально уменьшается. Это происходит левее точки A на рисунке 4, когда график, отображающий свойства конденсатора, совпадает с идеальной линией Xc. На более высоких частотах (между точками A и B) ёмкостные свойства конденсатора ухудшаются и начинают сказываться его активное сопротивление и индуктивность. В точке B конденсатор представляет собой уже просто резистор, а на более высоких частотах (между точками B и C) он обладает индуктивным характером. На ещё более высоких частотах (правее точки C) конденсатор представляет собой индуктивность, там его свойства совпадают с линией индуктивности X_L.

Так что конденсатор, характеристика которого показана на рисунке 4, хорошо работает на частотах примерно до 1 кГц, а на частоте 20 кГц он является практически резистором. На более высоких частотах он является индуктивностью. Конденсаторы с большей ёмкостью имеют ещё более низкую максимальную рабочую частоту.

На самом деле не всё так плохо, как кажется. Даже на этих высоких частотах конденсатор способен запасать и отдавать энергию. То есть, он работает и делает своё дело. Но вот то, что конденсатор проявляет свойства индуктивности, может вызвать неустойчивую работу усилителя. Иногда в усилителях возникают высокочастотные колебания (усилители самовозбуждаются) из-за индуктивного характера цепи питания. Поэтому параллельно электролитическим конденсаторам подключаются плёночные конденсаторы достаточно большой ёмкости. У них максимальная рабочая частота намного выше, и они сохраняют ёмкостный режим работы в звуковом и ультразвуковом диапазоне, компенсируя индуктивный характер электролитических конденсаторов.

Если говорить честно, то в этом месте плёночные конденсаторы не нужны. Внутри блока питания усилителя, выполненного в виде отдельного узла, дополнительные плёночные конденсаторы пользы практически не приносят. Потому что усилитель подключается к блоку питания при помощи кабеля. Сопротивление и индуктивность кабеля «съедают» всю ёмкостную составляющую, создаваемую плёночными конденсаторами. Так что польза от конденсаторов C13 и C14 очень мала. Но они не приносят никакого вреда. Такие конденсаторы просто необходимо устанавливать на плате усилителя вблизи выходных транзисторов. В том месте они работают хорошо, и без таких конденсаторов, установленных на плате усилителя, получить высокое качество звучания практически невозможно. При отсутствии либо недостаточной ёмкости этих плёночных конденсаторов на плате усилителя, в усилителях возникают высокочастотные колебания (осцилляции). Но поскольку от плёночных конденсаторов нет и вреда, то пусть будут, хотя бы маленькую пользу они принесут. В конце концов, они помогут подавить высокочастотные помехи, прошедшие сквозь все наши фильтры. С плёночными конденсаторами такие помехи не имеют ни одного шанса. Важно, чтобы установка на печатную плату таких конденсаторов не ухудшило работу блока питания – чтобы не повысились сопротивление и индуктивность проводников.

Этот блок питания для усилителя содержит три пары электролитических конденсаторов. А сколько пар конденсаторов должно быть? При параллельном соединении ёмкости конденсаторов суммируются. Три конденсатора по 10000 мкФ, соединённые параллельно, имеют эквивалентную ёмкость, равную 30000 мкФ. Можно ли вместо трёх этих конденсаторов применить один конденсатор ёмкостью 30000 мкф? Можно! Почему же я так не сделал? Тут несколько причин:

конденсаторы большой ёмкости дефицитные и дорогие;
конденсаторы большой ёмкости имеют большие габариты, поэтому их не всегда удобно размещать в корпусе;
для наиболее эффективной работы конденсатора, его реальное физическое подключение (подключение, показанное на принципиальной схеме, является условным) должно быть правильным. Крупногабаритные конденсаторы обычно располагаются вне печатной платы, и подключаются проводами. В этом случае правильное подключение обеспечить сложнее, рис. 5. Да и сопротивление соединительных проводов будет больше.

Рис. 5. Правильное подключение конденсаторов.

Сколько пар конденсаторов можно использовать? Обычно от одной до четырёх-пяти. Но чаще всего две-три. В этом случае конструкция блока питания получается наиболее удобной. Кстати, использование нескольких конденсаторов меньшей ёмкости вместо одного большого может оказаться удачным решением ещё и потому, что чем ёмкость конденсатора меньше, тем лучше у него высокочастотные свойства (см. рис. 4).

Массив конденсаторов

Встречается мнение, что если использовать массив конденсаторов – несколько десятков конденсаторов небольшой ёмкости, включённых параллельно, то в результате получится эквивалентный конденсатор с хорошими высокочастотными свойствами. Это не так. Индуктивность и активное сопротивление монтажа будут слишком велики, и уничтожат всю выгоду от такого решения. Это я показал в статье Массив конденсаторов – мифы и реальность. Есть ещё один вариант включения массива конденсаторов, я его обязательно рассмотрю чуть позже, и опубликую результаты.

Также можно встретить рекомендации включать параллельно «большим» конденсаторам электролитический конденсатор небольшой ёмкости, порядка 100…220 мкФ. Такой конденсатор не теряет своих свойств до частот 10…20 кГц. Но это лишнее. Один конденсатор небольшой ёмкости, не способный отдать сколько-нибудь значительный ток, пользы не принесёт. Он лишь усложнит конструкцию платы, в результате чего индуктивность и активное сопротивление монтажа скорее всего увеличатся. Работа такого конденсатора аналогична работе плёночного конденсатора, но плёночный конденсатор намного более высокочастотный.

Иногда в выходную цепь постоянного тока (параллельно конденсаторам фильтра) также подключают снабберы. Например, подобное решение есть в руководстве Application Note 1849 компании National Semiconductor. На самом деле в них тоже нет необходимости.

Чтобы в этом месте схемы возникли высокочастотные колебания, должно произойти нечто фантастическое.
Снабберы служат для отвода высокочастотной энергии. Когда к блоку питания подключён усилитель, он отбирает столько энергии, что никакие колебания и не возникнут.
Электролитические конденсаторы имеют довольно большое внутреннее сопротивление (ESR), на котором эффективно рассеивается энергия этих возможных колебаний.

Итак, как необходимые, так и просто полезные конденсаторы в нашей схеме есть, от бесполезных мы отказались.

Другие узлы и соединение с корпусом

Резисторы R3 и R4 служат для полного разряда конденсаторов фильтра при выключении питания. Без них вполне можно обойтись. Необходимость разряда конденсаторов фильтра не является насущной, но есть некоторые причины, чтобы так поступать. Их описывать довольно долго, поэтому я воздержусь. Использование разрядных резисторов я рекомендую, хоть и не очень настойчиво, а вы, если не хотите, не используйте. Имейте в виду, что на холостом ходу, когда к блоку питания ничего не подключено, длительность полной разрядки конденсаторов фильтра (при номиналах элементов, указанных на схеме) составляет около одного часа.

Светодиоды используются в качестве индикаторов. Ток через светодиоды заранее выбран очень маленьким, и яркость их свечения невелика. Эти светодиоды устанавливаются не на переднюю панель усилителя для индикации питания, а на печатную плату блока питания. Их назначение – показать вам, что всё в порядке, всё работает. Но если хотите, эти светодиоды можно установить и на переднюю панель. Тогда ток через них следует увеличить, уменьшив сопротивления резисторов R5 и R6 примерно вдвое.

Резистор R7 соединяет землю схемы с корпусом усилителя.

Важно! Земля схемы должна соединяться с корпусом усилителя только в одной точке! Все другие элементы, соединённые с землёй схемы, должны быть изолированы от корпуса.

И вполне разумно, если эта точка находится в блоке питания. Но соединение производится не напрямую, а через резистор небольшого сопротивления. Гальваническая связь при этом сохраняется, а сам резистор выполняет функцию предохранителя. При коротком замыкании на корпус он:

ограничивает ток;
сгорает и прерывает короткое замыкание.

Если в вашей электрической сети есть настоящее качественное заземление, и розетки оборудованы третьим контактом, реально соединённым с землёй, то рекомендуется заземлить корпус усилителя, как показано на рис. 6. Оба резистора мощностью 0,125 Вт.

Рис. 6. Заземление.

Но такое подключение можно делать, только если вы уверены в качестве заземления. Иначе оставляйте средний контакт сетевого разъёма никуда не подключённым.

Соединять корпус усилителя с другими сетевыми проводами кроме заземления нельзя!

Раздельное питание?

Иногда можно услышать, что у высококачественного усилителя должно быть раздельное питание – каждый из стереоканалов должен питаться от отдельного блока питания. Существует принцип конструирования усилителей «двойное моно», когда в одном корпусе установлены два независимых монофонических усилителя. Иногда усилители даже делают в виде моноблоков – полностью одноканальный усилитель со своим блоком питания, помещённый в отдельный собственный корпус. На самом деле моноблок – это маркетинговый трюк. Конструкция «двойное моно» позволяет снизить затраты на производство: вместо разработки двухканальных печатных плат, инженеру платят за одноканальную плату вдвое меньших размеров. Сборка и наладка маленьких одноканальных плат также обходятся дешевле. И брак одной маленькой платы вызывает меньшие потери, чем большой двухканальной платы.

Так есть ли необходимость в раздельном питании стереоканалов усилителя? В принципе да. Ведь просадки напряжения питания, вызванные работой одного канала усилителя, попадают в другой канал. Но давайте разберёмся, что происходит на самом деле. Экспериментальное исследование данного вопроса описано в статье Раздельное питание каналов стерео усилителя.

Взаимное влияние усилителей через общий источник питания происходит двумя путями:

Просадки напряжения питания, вызванные работой одного канала усилителя, приводят к снижению напряжения питания во втором канале. И следовательно, к возможности возникновения в нём клиппинга.
Нестабильность питания, вызванная другим каналом усилителя, проникает в «чистый» канал усилителя и вызывает в нём появление помех.

Начнём со второго пункта. Чем лучше усилитель (это закладывается в его конструкцию), тем меньше на него влияют помехи, приходящие по питанию. Существует даже такой параметр усилителя: коэффициент подавления пульсаций (нестабильности) напряжения питания (PSRR, или kSVR) .

У хороших усилителей этот коэффициент довольно большой. То есть, у хороших усилителей помехи, приходящие по питанию, практически не воздействуют на усиливаемый сигнал. Поэтому их можно не бояться (если всё делать правильно). А вот у плохих усилителей с маленьким значением PSRR помехи из цепи питания вполне могут заметно повлиять на сигнал.

Но тогда получается, что раздельное питание в большей степени необходимо именно плохим усилителям!

Действительно, в высококачественных усилителях помехи в цепи питания подавляются настолько хорошо, что то их количество, которое попадает в сигнал, никак не влияет на качество звука. Взаимные помехи стереоканалов по цепи питания настолько малы, что теряются на фоне других видов помех и искажений. Естественно, это происходит только при грамотной конструкции всего устройства в целом. Так что с этой стороны проблем мы не получим.

Гораздо важнее первый пункт – влияние просадок напряжения, вызванных одним каналом на другой канал усилителя. Ведь если напряжение питания уменьшается, уменьшается и максимальная выходная мощность усилителя. Появляется возможность для возникновения клиппинга. Но на самом деле, один общий блок питания для нескольких каналов ничуть не хуже, а иногда даже лучше двух отдельных блоков.

Проведём мысленный эксперимент. Допустим, у нас есть одноканальный усилитель (или моноблок), предназначенный для воспроизведения монофонического сигнала. Усилитель снабжён блоком питания, в котором трансформатор имеет мощность 50 Вт, а ёмкость накопительных конденсаторов в фильтре питания 10000 мкФ. Для стереосигнала надо использовать два таких усилителя. Объединим их в общий корпус и снабдим общим блоком питания. В получившемся стерео варианте усилителя используется трансформатор мощностью 100 Вт (=2∙50) и накопительные конденсаторы ёмкостью 20000 мкФ (=2∙10000). Теперь давайте сравним эти два усилителя: один со структурой двойное моно, а второй — стерео с «удвоенным» блоком питания.

Рассмотрим один из двух крайних случаев. Подадим в оба стереоканала этого усилителя один и тот же монофонический сигнал. Не будет никакой разницы, работает ли два канала усилителя от двух раздельных блоков питания или от одного блока питания удвоенной мощности. Все напряжения – максимальное, минимальное, среднее, а также величина пульсаций будут одинаковыми. Потому что мы с одной стороны удвоили число каналов, а значит и потребляемый ток, а с другой стороны, точно также удвоили мощность блока питания. Так что в этом случае разницы никакой нет, используется один общий блок питания, либо два отдельных.

Другой крайний случай. Теперь подадим на входы нашего усилителя стереосигнал. Он отличается от монофонического тем, что в каждом из каналов свой звук. Так вот, крайний случай состоит в том, что в одном из каналов звук есть, а в другом нет. Такое иногда бывает в начале или конце музыкальной композиции. Как ведут себя наши стерео усилители, один из которых оснащён раздельными блоками питания, а второй общим блоком питания для двух каналов?

Усилитель с раздельными блоками питания работает так: один их каналов простаивает, а второй работает в стандартном режиме. Его питание обеспечивают накопительные конденсаторы ёмкостью 10000 мкФ в его отдельном блоке питания. Соответственно напряжения и пульсации имеют заданную величину.

Усилитель с общим блоком питания работает в улучшенных условиях: в его распоряжении находятся ресурсы обоих каналов питания! То есть для получения того же сигнала мы пользуемся трансформатором мощностью 100 Вт и накопительными конденсаторами ёмкостью 20000 мкФ. В результате пульсации будут вдвое меньше, а минимальное напряжение питания несколько больше, чем у усилителя с отдельными блоками питания.

Действительно, пока один из отдельных блоков питания простаивает, общий блок питания работает в полную силу на другой канал усилителя.

Свойства реального стереосигнала находятся примерно посередине. Громкость музыки больше то в одном канале, то в другом. Когда громкость в одном из стереоканалов меньше, соответствующий усилитель потребляет от блока питания меньшую мощность. И каждый раз общий блок питания высвободившиеся ресурсы отдаёт тому стереоканалу, который в них нуждается больше. Это эквивалентно увеличению мощности блока питания примерно на 5…15%. Раздельные блоки питания на такое неспособны.

Я это вижу особенно хорошо, когда пользуюсь своим AV ресивером. Он имеет пять каналов с общим блоком питания. Когда я слушаю стереозвук, вся мощность этого блока питания поступает на два усилителя фронтальных каналов. И эти два усилителя никогда не испытывают недостатка в энергии, поступающей от блока питания, расчитанного на пять каналов.

Таким образом, делать отдельные блоки питания для каждого из каналов усилителя нет смысла.

Но иногда всё же используют раздельные блоки питания. В этих случаях всегда существуют достаточно веские причины другого характера. Например, один трансформатор большой мощности не помещается в корпус. Либо два трансформатора устанавливают так, чтобы создаваемые ими магнитные поля взаимно компенсировались. Либо конструктивно удобнее разместить в корпусе два небольших блока питания вместо одного большого. Либо каждый из каналов усиления должен быть отдельным независимым модулем с возможностью оперативного наращивания количества каналов. Либо что-то ещё.

Как самому рассчитать блок питания для усилителя

Блок питания для усилителя можно рассчитать по специальной программе. Но только в том случае, если речь идёт о воспроизведении записанной музыки. Для исполнения музыки, например в составе рок-группы, программа не годится. К блокам питания таких усилителей предъявляются совсем другие требования.

Я разработал платы для описанного здесь блока питания, и скоро они будут доступны. Ожидайте соответствующую публикацию.

19.08.2021

Total Page Visits: 5396 — Today Page Visits: 14

усилитель звука и «домашний» блок питания / Хабр

Простое и полезное преобразование компьютерного БП.

Предыстория, чисто художественное

Когда 6 лет назад поступал в колледж, хотел по окончанию ковыряться в электронных устройствах, компьютерах, вообщем тесно жить и дружить с паяльником. Поступил, и в процессе учёбы понял, что попал немного мимо. Оказалось специальность Монтаж электрооборудования не предусматривает ковыряние в электронной технике. К сожалению, никто не просветил меня до поступления в этом. Ну, что делать, пришлось заканчивать колледж, прививать любовь к профессии и поступать в университет ну эту же специальность. Но тяга к маленьким деталькам с ножками и паяльнику жила со мной все эти годы, и открыться ей не позволяло малое количество знаний в данной области и электричестве вообще.
Что такое университет после колледжа? — Это много свободного времени, в связи с перезачётами почти половины предметов на первых курсах и уверенное чуство в своих знаниях, по сравнению с людьми после школы, в следствии чего даже новые дисциплины даются легко, с полуслова понимая преподавателя.

И вот именно при наличии свободного времени настала пора дать волю той самой тяге. Сначала была самодельная лампа на светодиодах, потом запитка настенных часов от розетки, потом усилитель для наушников для коммуникатора, потом часы на МК. Не скажу что всё что я делал, делал осознанно. Естественно все схемы/мануалы брались в интернете и повторялись. но при этом медленно но уверенно приходило понимаю того, что делают руки. Ну да ладно, хватит лирики.

Предыстория, ближе к теме

По вышеуказанным причинам неопытности, но желания получить больше и лучше в комплект к домашним колонкам С-90 были приобретены младшенькие С-30, и кинуты в параллельку к бОльшим. Как вы понимаете ничего хорошего из этого не вышло, благо усилок целый остался, хотя его редкие непредсказуемые затухания и шумы ставят этот факт под сомнение (честно говоря ковыряться в нём нету никакого желания). В тоже время был приобретён рабочий стол, для компьтера. Почему-то его ширина оказалось малой для меня, и глаза постоянно уставали от близко стоящего (ЖК) монитора, даже на самом большом разрешении.

Нет, дальнозоркости у меня нету, просто стол всего 60 см шириной, минус небольшой отступ от края, минус толщина монитора, и остаётся всего 50 см. А отъезжать на стуле от стола тоже не вариант — клавиатура слишком далеко оказывается. Казалось бы к чему это всё? А вот тут я вспомнил про пылящиеся С-30, которые, поставленные друг на друга идеально сравнялись с высотой стола. И дополнил эту пирамидку монитор. Вот так это всё и простояло 4 года. Но время шло, и дешёвых пластмассовых компьютерных колонок стало очень мало. К ним на смены пришли не на много дороже, но уже деревянные (хоть и ДВП, но уже не пластмасса) от сломавшегося муз. центра, которые были водружены на стенку над монитором. Прошло ещё некторое время, и их тоже стало казаться недостаточно. А как же С-90, можете спросить вы. Отвечаю: во-первых из-за вышеописанного плохого поведения усилка слушать их не особо хотелось, хотя иногда на пару часиков они всётаки включаются, во-вторых они слишком мощные для обычной квратиры, чтобы слушать их постоянно.

Ну и стоят они обе по одну сорону от компа, так что вся нагрузка на одно ухо — не айс. Возможность перестановки отсутствует.
Ну вот собственно и пришла очередь рассказать о дальнейшей судьбе С-30.

Основная часть, техническая

Первое из двух

Цены на заводские усилители были узнаны давно, и не представлялись приемлимыми. По-этому было решено собрать свой, тем более я знал, что это не обязательно будет бандура с кучей транзисторов, конденсаторов и радиаторов, как стационарные усилки. Этому способствовал опыт сборки усилка для наушников для коммуникатора, когда я узнал о существовании микросхем вообще, и в частности усилителей (может кому интересно, для наушников была использована TDA7050, по схеме из датащита, с отдельным питанием).

Собственно микруха была найдена быстро, не так уж их и много, тем более хороший вариант именно для С-30 был давно определён: TDA8560. Не вдаюсь в технические подробности, всякие АЧХ и т.

п. профессиональные характеристики, знающеи люди, кому это реально надо, посмотрят в датащитах. И тем более я к таким себя не приписываю. Прсто скажу что микруха выдаёт максимум 40 Вт на канал, при 4 Омах. Да, вы можете сказать зачем для С-30 с их-то 10 Ваттами аж 40? Да, вы правы, это много, но просто другие микрухи, с меньшей мощностью не дают такого качества звука. Сужу по отзывам испытавших. И ещё могу сказать уже из собственного опыта, что на 8560 звук мне нравится, и менять что-то даже мысли не возникало. К тому же С-30 не вечные, кто знает когда они мне надоедят, и я захочу что-то другое…

Второе

Вы может хотели меня упрекнуть за слишком большую предисторию, обо всех этих моих начинаниях. Спешу вас остановить.
Каждому радиолюбителю необходим блок питания. Так как я начинающий, обходился обычно зарядками, БП от старых радиотелефонов, и кренками для получения 5В. Хто занет, чем я буду заниматься дальше, но мне подумалось что 5 и 12В под рукой никогда не помешают. К тому же для питания TDA8560 нужно 12В. Было немедленно решено обзавестись стареньким компьютерным БП, благо на барахолках их кучи, и по вполне приемлимым ценам.

Конструкция

Схема усилителя умещается на плате 35х45 мм, а при желании можно и меньше (сразу оговорюсь: схему усилка не привожу, кому нужно — посмотрит в датащите, сегодня это совсем не сложно, а если вы начинающий — самое время узнать что такое датащит и разобраться для чего они нужны). Для просторов внутри БП это как раз очень приемлемо. Так и решил: зачем городить несколько коробок, если всё можно уместить в одной, тем более готовой. Работа заняла почти целый день. Благо опыт травления и пайки плат имеется. Неинтереснее всего вырезать отверстия под кнопки и разъёмы в корпусе БП в виду отсутствия подходящего инструмента. Так что всё делалось дрелью и напильником. Долго, нудно, но получилось вполне прилично. Дальше фото с небольшими пояснениями и Заключение.

Усилок:

Лишние выводы всех плюсов и минусов просто обрезал, позагибал так чтобы не закоротило, и забыл за них

Далее была сооружена защита от КЗ, правда пока только для 5-вольтового выхода.

Схема найдена в интернете, и немного подправлена под себя.

На выходе зелёный диод не ставил, не нужен он мне там. Описание работы в кратце: в нормальном режиме падение напряжения на полевике нету, при КЗ там появляется примерно те же 5 В, которые на него приходят. Они же и используются для загорания красного светодиода. Резистор R2 я не ставил, хотя и можно было бы для подстраховки полевика.

Почти в сборе

Коробка благоплучно разместилась над системником, так что всё под рукой. Подложил под неё поролон для какого-никакого виброподавления кулера.

На данном фото показана ситуация при КЗ 5В (жёлтый и чёрный крокодилы), при этом загорается светодиод справа от выключателей, кулер начинает работать немного громче, что служит звуковой сигнализацией 🙂

Зелёный выключатель включает весь блок и сразу соответственно усилитель, а желтый и красный — 5 и 12В по мере надобности. На всех трёх концах крокодилы соответствующих цветов.

Кстати сразу не подумал, что в кнопках есть светодиоды, которые загораются при включении.

Подцепил на 3-й вывод кнопок минус через резистор на 300 Ом, теперь вообще отлично смотрится.

Дополнение

Радиатор на ТДА-шке должен быть площадью 200 см2, честно говоря не знаю площадь моего, но судя по ощущениям его хватает, к тому же он соит под кулером БП. Хотя и кулер планирую отключить, если надоест его постоянный гул. А может сделаю его автоматическое включение в зависимости от датчика температуры на радиаторе, на МК это реализовать совсем не сложно. Ещё хотел поставить регулятор громкости, но подумал что запутаюсь в них, так как уже есть один регулятор настенных колонок, а звук из С-30 достаточно регулировть программными способами.

Ещё у вас может возникнуть вопрос о помехах на усилок в виду его расположения в самом БП. Отвечаю: помех нету. Есть небольшой высокочастотный шумок из ВЧ динаиков, но это помехи, наводящиеся в звукой карте (уверен что именно там, потому что при подключении плеера/телефона к усилку помех нету совершенно), и бороться с ними трудно и нет желания.

К тому же они сведены до минимума посредством установки 10+15 кОм резисторов на вход усилителя.

Заключение

Стоимость:
TDA8560 — 5.4$ (43 укр. грн)
Выключатели (зелёный и двойной) — 1.5$
Полевой транзистор КП903 — 1.2$
Аудиокабель — 0.38$/метр
БП — 4$ (30 грн), но можно найти и дешевле
Разъёмы для колонок — 1$
Время — при наличии инструментов и некоторых навыков — от силы полдня, у меня ушло в целом день.

Ну и как всегда, удовольствие от проделанной работы — бесценно.

Итого, почти за 13$ получаем хороший усилок + блок питания. Для сравнения, фабричный усилок для С-30, естественно б/у, стоил бы в районе 18$.

Благодарю за внимание, конструктивная критика принимается.

Блок питания для усилителей мощности

Эллиот Саунд Продактс

Проект 04

Я настоятельно рекомендую читателю ознакомиться со статьей о конструкции блока питания, чтобы получить дополнительные сведения и гораздо больше информации, чем здесь.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
В некоторых странах может потребоваться, чтобы электропроводка проводки выполнялась квалифицированным электриком. — Не пытайтесь подключить электропитание, если у вас нет соответствующей квалификации. Неисправная или неподходящая сеть электропроводки может привести к смерти или серьезной травме. Вся сетевая проводка
должна использовать сетевой кабель, отделенный от входной и низковольтной проводки в соответствии с требованиями местного законодательства.

Блок питания, подходящий для использования с усилителем мощностью 60 Вт, представленным в статье P3A, совершенно прост, и для его сборки (или проектирования) не требуется особых навыков. Есть несколько вещей, с которыми следует быть осторожным, например, с прокладкой сильноточных проводов, но их легко выполнить. В этой статье показана общая форма бесплатной версии, но ее можно упростить.

Первое, что нужно выбрать, это подходящий трансформатор. Я предлагаю тороидальные трансформаторы, а не традиционные ламинированные типы «EI», потому что они излучают меньший магнитный поток и более плоские, что позволяет устанавливать их в более тонкие корпуса. У них есть некоторые проблемы, такие как более высокий пусковой ток при включении, что означает необходимость использования плавких предохранителей с задержкой срабатывания.

Для усилителя мощностью 60 Вт требуется номинальное (при полной нагрузке) питание ±35 В, поэтому вторичная обмотка 25-0-25 обычно является идеальной. Схема питания показана ниже и использует отдельные выпрямители и конденсаторы для каждого канала. Только трансформатор является общим, поэтому взаимодействие каналов сведено к минимуму. Один источник питания ±35 В (т. е. с использованием только одного моста и набора фильтрующих конденсаторов) будет работать так же хорошо в большинстве случаев.

Рис. 1. Источник питания ±35 В

Показанный плавкий предохранитель на 5 А подходит для трансформатора на 300 ВА. Если используется трансформатор на 120 ВА, его следует уменьшить до 2,5 А (или 3 А, если 2,5 А получить слишком сложно). Если вас даже немного беспокоит номинал предохранителя, обратитесь к производителю трансформатора за рекомендуемым значением для трансформатора, который вы будете использовать. Правильный предохранитель имеет решающее значение для обеспечения безопасности от электрического сбоя, который может привести к тому, что оборудование станет небезопасным или вызовет пожар. Значение также зависит от напряжения питания, где вы живете. Возможно, для сети 120 В потребуется более высокий номинал.

C2 (номинальное значение 100 нФ X2) предназначен для минимизации электромагнитных помех и, в частности, кондуктивных помех. Это может быть более высокое значение, если вы предпочитаете, но больше 470 нФ не обязательно. Некоторым нравится добавлять маломощные конденсаторы параллельно диодам моста, но в этом нет необходимости. Они не наносят вреда, но убедитесь, что используемые вами конденсаторы безотказно справятся с сигналом переменного тока.

Используемая емкость не критична и в некоторой степени зависит от бюджета. Я предлагаю конденсаторы на 10 000 мкФ, но они довольно дороги, поэтому в крайнем случае подойдут конденсаторы на 4 700 мкФ, особенно в показанном расположении. Альтернативой является использование, скажем, 5 колпачков по 2200 мкФ параллельно для каждого колпачка основного фильтра. Это часто дешевле и во многих случаях на самом деле будет иметь лучшую производительность.

При отсутствии нагрузки (или при небольшой нагрузке) напряжение обычно несколько выше 35 Вольт. Это нормально и не должно причинять неудобства ни одному усилителю. Напряжение будет падать по мере того, как потребляется больше тока, и может упасть ниже 35 В, если используется небольшой трансформатор (или трансформатор с необычно плохой регулировкой).

Рис. 2. Двойной источник питания ±35 В

Некоторые конструкторы могут предпочесть источник питания «двойное моно», но с использованием общего трансформатора. Это показано выше. Одно дело, что это жизненно важно обеспечить, чтобы заземление между двумя наборами конденсаторов было как можно более прочным (электрически). Если между точками заземления имеется заметный импеданс, это может привести к возникновению контура заземления, результатом чего станет гул/жужжание. Заземление между конденсаторами фильтра очень важно!

Две части этих цепей являются критическими:

Сетевая проводка должна прокладываться с использованием одобренного изолированного кабеля с номинальным напряжением 240 В, а все выводы должны быть изолированы для предотвращения случайного контакта. Заземление сети должно быть надежно прикреплены к шасси, предварительно удалив краску или другое покрытие, которое может препятствовать надежному контакту.
Центральный ответвитель трансформатора и точки заземления каждого конденсатора должны быть подключены к точке заземления основного сигнала с помощью толстого медного провода или (предпочтительнее) медного провода. шинопровод. В этой части цепи протекают большие токи, содержащие неприятные формы токовых волн, которые вполне счастливы проникнуть в ваш усилитель. Напряжение питания должно быть принято от конденсаторов ( , а не мостовых выпрямителей) для предотвращения нежелательного шума и шума.

При подключении мостовых выпрямителей к трансформатору подсоедините их точно так, как показано, чтобы убедиться, что пульсации напряжения (и тока) совпадают по фазе для каждого ампера. В противном случае таинственные гудящие сигналы могут быть введены в сигнальный тракт усилителя из обходных конденсаторов и т.п. Это несколько маловероятно, если только на плате(ах) усилителя не используются огромные колпачки – кстати, не рекомендуется – но зачем рисковать?

Мостовые выпрямители

должны быть большими болтовыми типами на 35 А (или чем-то подобным), чтобы обеспечить минимально возможные потери (для них не потребуется дополнительный радиатор — шасси обычно будет вполне достаточно). Первичное напряжение трансформатора, очевидно, будет определяться напряжением сети в вашем районе (например, 120, 220 или 230) и соответствовать местной частоте сети. Обратите внимание, что все трансформаторы на 50 Гц будут нормально работать на частоте 60 Гц, но некоторые устройства на 60 Гц будут перегреваться при использовании на частоте 50 Гц.

Трансформатор должен быть рассчитан на мощность не менее 120 ВА (вольт-ампер) для домашнего использования, но рекомендуется трансформатор на 300 ВА из-за его превосходного регулирования. Выход за пределы 300 ВА не будет иметь никакой полезной цели, кроме как приглушить свет при включении.

Там, где это возможно, заземление сигнала и питания должно быть одинаковым (это предотвращает возможность поражения электрическим током в случае короткого замыкания трансформатора между первичной и вторичной обмотками. Если это приведет к возникновению контуров заземления и фону в другом оборудовании , используйте показанный метод.

Резистор R1 (рекомендуется проволочный резистор мощностью 5 Вт) изолирует низковольтную сильноточную цепь контура заземления, а диоды D1 и D2 обеспечивают защитную цепь в случае серьезной проблемы. Эти диоды должны быть только низкого напряжения, но требуется номинальный ток 5А или выше. Конденсатор емкостью 100 нФ (C1) действует как короткое замыкание на радиочастотные сигналы, эффективно заземляя их. Это должно быть устройство с очень хорошими высокими частотами, и рекомендуется «монолитная» керамика.

В некоторых случаях вторичное напряжение трансформатора должно быть выше, чем описано выше. Я протестировал некоторые имеющиеся у меня стандартные и изготовленные на заказ трансформаторы и обнаружил, что если у трансформатора не очень хорошая стабилизация, то можно использовать номинальную вторичную обмотку 28-0-28. Это обеспечит напряжение питания около ±40 В, что является максимальным значением, рекомендуемым для P3A (например). Будьте осторожны при тестировании, так как относительно небольшое (10%) изменение сетевого напряжения имеет большое значение для измеренной выходной мощности — вторичное напряжение также падает на 10%, поэтому 60 Вт становится 48 Вт, если напряжение сети на 10% меньше.

Также необходимо помнить, что выходное напряжение трансформаторов обычно указывается при полной мощности с резистивной нагрузкой. Это означает две вещи:

1. Напряжение без нагрузки будет выше ожидаемого
2. Напряжение под нагрузкой будет ниже ожидаемого

Первый пункт верен, потому что нагрузки нет, поэтому выходное напряжение должно расти. Второй вариант более сложен, но возникает из-за того, что в обычной схеме выпрямителя используется конденсаторный входной фильтр (выпрямитель питается непосредственно от конденсатора(ов)). Поскольку диоды проводят только на пике сигнала, ток намного выше, поэтому импеданс трансформатора и линии питания приведет к падению пикового напряжения, а напряжение постоянного тока не может превышать пиковое выходное напряжение (за исключением падения прямого напряжения на два диода). ).

Основной индекс Указатель проектов

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 1999. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Твердотельный усилитель мощности, часть 1

Часть I

[итальянская версия]

У многих из нас есть с годами попадаются усилители, в основном от известных источников и по довольно высоким ценам, что вызвало у нас желание иметь их. Чаще всего нас привлекали два аспекта. внимание — басы и высокие частоты.

Как-то так, наверное из-за нашего нелинейного слуха, который лучше всего проявляется в средние частоты, и, вероятно, потому, что мы воспринимаем средние частоты как должное («Ну, если он не работает на средних частотах, делать?»), на него мы обращаем меньше всего внимания. Но есть и другие причины тоже — хороший бас получить нелегко, и он имеет большинство клапанов. дизайнеры работали много ночей, и хорошие высокие частоты были скользкая сторона твердотельных усилителей примерно до тех пор, пока они существует.

На практике оба можно получить, приложив некоторую осторожность и немного прикладных знаний, поскольку многие дизайнеры внесли свой вклад в наш багаж знаний, иногда менее, а иногда и более успешно.
Однако, Получение лучших басовых партий никогда не является самостоятельным заданием. просто не может улучшить только бас, так как любое улучшение в бас обязательно вызовет улучшения и в других местах, возможно в меньшей степени, но все равно, как мы увидим.

Тройной однако совсем другое дело. Чтобы быть хорошим, нужно много решения, которые необходимо принять на ранних стадиях разработки усилителя, многие из которых не могут быть изменены позже или, возможно, могут быть изменены, но после долгой, тяжелой работы, часто не стоящей времени и усилий.
Однако слишком немногие понимают, что для получения хороших высоких частот от твердотельного усилителя мощности можно либо начать, либо закончить с блок питания такой же, как и для баса. Эта работа нуждается сделать, однако мы смотрим на это.

Регулируется или нет?

Иногда бывает подразумевалось, что полностью электронно регулируемый усилитель мощности источники питания дадут лучшие результаты, чем классические, конденсаторные сглаженные. Это может быть так, но есть много препятствий по пути, чтобы это было действительно так.
Для начала регулируемый блок питания можно представить как фактически другой блок питания усилитель такой же или лучшей номинальной мощности, чем тот, который регулируется. Затем он должен быть быстрым, очень быстрым, чтобы он мог реагировать на внезапные пики, требуемые музыкой — это делает его тихим дороже в разработке и изготовлении. Явно больше места потребуется внутри усилителя для размещения дополнительных электроники, некоторые из которых требуют такого же теплоотвода, как и основная аудиоэлектроника — так, тяжелее, громоздче, намного больше дорогой.

Также полностью регулируемые блоки питания «жесткие» — это значит, что они будут работать до уровня и не более того. Они могли сделать проще удвоить мощность при половинной нагрузке, но они будут не допускать динамических всплесков мощности намного выше номинального значения.
Их можно было бы сделать с учетом этого, но это сделало бы их еще более дорогими и массивными.

По сей день я слышал только об одном продукте с полностью регулируемыми блоками питания что звучало правильно (а потом и некоторые!), и это Левинсон. Все другие представители той же породы звучали очень отчетливо, но как-то замкнутый, слишком контролируемый, на мой вкус. И их цены и размеры были, ну, щедры.

Вкратце происходит следующее: с помощью регуляторов мы хотим уменьшить напряжение. настолько, насколько мы можем, чтобы наши транзисторы регулятора находились в пределах их зона безопасной эксплуатации (SOAR), но выше абсолютного необходимость.
Если у нас есть выходная мощность, скажем, 50 Вт / 8 Ом, для этого требуется 28,3 В. пиковое напряжение, поэтому мы, скорее всего, будем регулировать, скажем, 32 В. Однако в случае нерегулируемых источников питания наши линии будут скажем, 34 В на пиковом выходе, скажем, 36-38 В без нагрузки. Работающий наоборот, наш регулируемый усилитель начнет ограничиваться напряжением 32 В, минус падение напряжения на транзисторах усилителя (скажем, 1,3 В для драйвера и выходной каскад), что составляет 30,7 В, или 59.2 Вт/8 Ом. В случае нерегулируемые источники, при хороших размерах, наше напряжение будет падать только на 1-2 В ниже напряжения без нагрузки, потому что конденсаторы будет поставлять краткосрочную мощность, что позволит нам на выходе (38-2-1,3) 34,7 В или 75,7 Вт/8 Ом.

Когда нагрузка вдвое, т.е. когда оно равно 4 Ом, регулируемый блок питания будет разрешить двойную мощность (при условии, что она предназначена для этого), но с теми же ограничениями, что и выше.
Обычно он начинает ограничивать доступный ток при нагрузках ниже 4 Ом, в то время как конденсаторный сглаженный тоже будет, но в гораздо меньшей степени, по крайней мере, в пиках.

Очевидно, полностью регулируемые источники питания не практичны в типичной мощности усилители, работающие в классе АВ.
Чистый класс A — это совсем другая история, поскольку он потребляет постоянный ток, поэтому электронная регулировка имеет гораздо более простую работу. Впрочем, пока не выбрасывать — нам нужно полное регулирование в усилителе мощности.

Напряжение секция усилителя мощности работает в чистом классе А, следовательно рисование постоянных токов; так как он усиливает напряжение, его текущие требования являются фиксированными и низкими. С другой стороны, каскады усиления напряжения не должны знать, какая нагрузка приводятся в действие, и они вызывают падение напряжения на каждой ступени, что вынуждает нас увеличивать линии электроснабжения, чтобы реализовать весь потенциал усилителя. 900:50 Итак, мы могли бы и, я думаю, всегда должны! — использовать полное регулирование для линий подачи наши каскады усилителя напряжения.

Преимущества много. Во-первых, применяется дополнительная фильтрация там, где она лучше всего, тем самым улучшая наше соотношение сигнал/шум.
Во-вторых, ступени усиления по напряжению однозначно и полностью отключены от влияние на потребляемый ток и динамические режимы собственно выходной каскад.
В-третьих, мы можем легко и безопасно увеличить напряжения линии питания к усилителю напряжения, поэтому мы компенсируем собственные перепады напряжения, что позволяет использовать выход возможности сцены в полном объеме. И в-четвертых, мы можем эффективно несколько снизить напряжение выходного каскада по сравнению с тем, что было бы было бы, если бы не применялось регулирование. Это, в свою очередь, позволяет нам сохранить транзисторы больше в пределах их СОАР и рисовать крупнее токи от них, так как напряжения ниже. Все это без без потерь, а на самом деле со многими приобретениями.

Дополнительная цена совсем неплохо, так как полное регулирование может быть выполнено с очень несколько компонентов, все зависит от конкретной ситуации. Мы можем даже сделать шаг вперед и сделать наши регулируемые поставки немного больше мощный, так что в случае двухполярного выходного каскада с двойным драйвер, предшествующий выходному каскаду, первый, все еще относительно Драйверный каскад с низким энергопотреблением также питается от регулируемых источников питания.
Это будет значительное улучшение, я думаю, как в нагрузке толерантность и постоянство драйва — поэтому я использую его изо всех сил усилители.

Итак, подведем итоги — полное регулирование напряжения должно быть применено ко всем этапам усилителя мощности, за исключением драйвера и оконечных выходных каскадов, которые ради динамики, особенно в сложных нагрузках, и экономии, следует держать на конденсаторных сглаженных источниках питания.

Успение — только одно

Всякий раз, когда имеешь дело с практическими вопросами, учитывая диапазон возможностей, мы должны предполагать что-л. Здесь, я полагаю, речь идет о каскады усиления тока усилителя мощности.
Они используют огромные большая часть мощности, потребляемой усилителем, поскольку именно они должны справиться с нагрузкой, которую мы называем «громкоговорителями». Пока условно названные «8-омными» нагрузками, на самом деле они часто имеют импеданс падает до половины или меньше своего номинального значения, и со значительным фазовым сдвигом, все из которых могут вызвать текущие каскады усиления усилителя, чтобы эффективно видеть множество 3 Ом или меньше.

Сделать дело что еще хуже, необходимо учитывать два дополнительных фактора. Один что многие аберрации импеданса динамиков не будут проявляться в классические процедуры тестирования, поскольку они по своей природе преходящий характер, поэтому его нельзя увидеть в классической развертке тесты.
Этот предмет был, насколько мне известно, первым серьезно обсуждался в сообществе усилителей профессором Матти Отала, в его публикации IEEE в середине семидесятых. Даже если я ошибаюсь насчет моих свиданий, вот еще не меньше 25 лет, хватит для многих достижений, которые будут сделаны. Второй фактор заключается в том, что громкоговорители меняют свои характеристики по мере нагрева во время использования, точно так же, как усилители, и здесь у нас есть дополнительные проблемы, о которых нужно подумать — их новые взаимодействия, скажем, после 30 минут напряженной работы всех заинтересованных сторон.

Таким образом, будучи оптимист, я предпочитаю пессимистично относиться к приводимым нагрузкам; таким образом, когда я сталкиваюсь с хорошо ведущей себя, легко управляемой динамик, я счастлив, потому что мой усилитель захватывает его и управляет им полностью.
И когда я сталкиваюсь с трудным и очень сложным нагрузки, я не беспокоюсь, потому что это то, что я ожидал в любом случае, так что жизнь все еще радужно для меня.

Итак, позвоните мне представитель расы Креллов (мифическая погибшая цивилизация из научно-фантастический фильм «Запретная планета», 1956, где Дэн Д’Агостино, вероятно, владелец и дизайнер Krell Industries. получил название), но я предполагаю, что я буду иметь дело с 2 Ом нагрузки и меньше только в пиках. Это будет стоить мне денег, но эй, это аудио, поэтому затраты несущественны.

Компоненты

Блок питания состоит в основном из трех элементов — силового трансформатора, выпрямитель и фильтрующие конденсаторы. По желанию можно использовать сетевой фильтр перед силовым трансформатором и, возможно, некоторые метод мягкого переключения, если у вас очень большие конденсаторные батареи, чтобы не перегорать сетевой предохранитель каждый раз, когда вы включаете усилитель мощности включен.

Есть много возможных вариации на эту основную тему, каждая со своими преимуществами и недостатки. Поскольку мне нужно кое-что предположить, я пропущу различные схемы задержки, возможные фильтры и т. д. сосредоточиться на сути.

На диаграмме 1 показан типичный коммерческий блок питания усилителя мощности. Очень простой — трансформатор, один жетонный фильтр за ним, двухполупериодный мост выпрямитель и пара электролитических конденсаторов. Его преимущества двойственны — это дешево и просто реализовать. Все это, и это тоже работает!

Однако его недостатков много. Такая простота требует высокого качества компонентов, чтобы получить результаты аудиофильского класса — чем меньше деталей вы использования, тем лучше они должны быть, так как нет никаких компенсаций по линии.
Кроме того, потому что это дешево, слишком часто на практике вы обнаружите довольно маленькое, иногда Ужасно маленький силовой трансформатор, низкокачественные конденсаторы и определенно малогабаритный мостовой выпрямитель. даже не думай насчёт её охлаждения — скорее всего она будет состоять из дискретных диоды, а не блок.

Чистый результат: что выпрямление соответствует стандартам полной волны (т. е. вторичное напряжение х кв. корень из 2, или умноженное на 1,41), но чистота предполагаемого DC будет довольно бедным. Поведение на высоких частотах будет очень сомнительным и, как правило, намного ниже аудиофильского уровня.
Поскольку силовые трансформаторы в коммерческих установках изготавливаются во всех возможных способов, кроме использования метода щедрых размеров, вы можно ожидать грязного предложения в условиях стресса — это вызовет дефектная переходная характеристика, и устройство, вероятно, будет звучать размыто, плоско и скучно.

На диаграмме 2 показан лучший коммерческий блок питания, обычно встречающийся в средней ценовой категории оборудование. Теперь мы видим еще две крышки фильтра небольшого значения перед мостовой выпрямитель и еще одна пара после фильтра больших значений конденсаторы. Первая пара предназначена для фильтрации максимума. частотный шум, как и вторая пара. Этот метод обеспечит более чистый блок питания в плане высокочастотного хлама который не должно быть там, но почему-то всегда есть.
Это также разумно предположить — хотя и не строго и всегда верно! — что всякий, кто возится со всем этим, также ранее сделал лучший выбор в отношении мощности и качества трансформатора и имеет снабдил усилитель более качественным мостовым выпрямителем.

Но даже в этом случае еще предстоит проверить, что именно делает «more «великодушный». Вполне может оказаться, что даже на первый взгляд большой прирост, скажем +20…30%, силовой трансформатор это еще просто пограничный случай.

На диаграмме 3 показан серьезный блок питания. Здесь мы имеем двойную пропускную способность фильтра из предыдущего случая то, что само по себе не может быть плохим. Впрочем, может быть и не так уж хорошо.

Видишь ли, фильтр конденсаторы должны быть именно такими, конденсаторы ФИЛЬТР, их энергетика функция хранения имеет второстепенное значение. Во многих коммерческие единицы, эти роли присутствуют, но наоборот — больше номинальные конденсаторы используются не только для фильтрации, которую они не может не делать, но и выступать в качестве резервуаров энергии.
Из конечно, они всегда так поступают, но дело в том, что они склонны быть увеличенной вместимости, чтобы покрыть недостаточную мощность размер трансформатора и/или производительность.
В таких случаях вы не очень вероятно найти внутри качественные конденсаторы, а скорее имеющие товарное качество. Существуют две основные причины это. Во-первых, они дешевы, и их можно заставить выглядеть хорош на рекламных фотографиях и в аннотации к рекламе.
Второе, что по соединяя два конденсатора параллельно, один не только удваивает их запаса энергии, но и вдвое снижает их выходное сопротивление. Это конечно совершенно верно, и на практике работает каждый раз непременно, а по существу гораздо меньше, чем нас ведут полагать.

Таким образом, вдвое меньше мощности импеданс все еще может быть выше значений, получаемых при использовании одна пара высококачественных конденсаторов. Также этот вид полностью игнорирует скорость заряда и разряда конденсаторов — кепки хорошего качества дороги именно потому, что они, среди другие вещи, очень быстро.
Например, типичный рекламный номинальный конденсатор номиналом 10 000 мкФ/63 В и стоимостью около 8–9 евро; будет иметь скорость 30-40V/uS в лучшем случае. Эквивалентная Эльна для Аудиосерия черного цвета, стоимостью около 15-25 евро, будет иметь скорость в диапазон 80-90V/uS, т.е. в худшем случае удвоить скорость в лучшем случае в коммерческой земле кепки. Кепка Сименс Сикорел, стоит около 20-30 евро, будет работать при напряжении более 100 В / мкс, но при цена.

И это тяжело игнорировать, если вы хотите качественный звук. Какая польза от сверхбыстрая электроника, способная развивать огромные скорости, если они будет увязнуть в медленных конденсаторах, которые будут отображаться как ограничители скорости? Я не могу не быть саркастичным здесь — это почему во многих случаях заявленная скорость усилителя никогда не достигается в реальной жизни.
Многие производители измеряют скорость ввода только каскад, и слишком мало общего усилителя — второй группа всегда будет показывать гораздо менее впечатляющие результаты.