Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kable, ekranowanie .... we wzmacniaczach audio

dzik84 15 Lis 2005 13:58 7634 6
  • #1 15 Lis 2005 13:58
    dzik84
    Poziom 17  

    Mam pytania dotyczące budowy wzmacniaczy.
    Już nie części czysto elektronicznej

    Chodzi mi o to, np.
    -wiem że kable sygnałowe należy skręcać w skrętke ale czy zasilania też
    -czy moge skręcić za sobą dwie skrętki (np. sygnał z i do potencjometru)- co to da, pogorszy sprawe czy nie
    - które kable powinny być jak najdalej od innych
    -z jakiego materiału wykonać ekran toroida i do czego go podłączyć (albo zostawić w powietrzu)
    -z której strony podłączyć ekran przewodów liniowych
    -które kable moge przewlec przez rdzeń ferytowy(chyba) no i czy tylko przewlec przez dziórke czy zrobić pętelke
    -czy podłączać do czegoś radiatory
    -gdzie kupie wysokiej jakości przekaźniki i złącza
    -jakie są inne zabiegi mogące zmniejszyć zakłucenia we wzmacniaczu

    Sądze że temat jest na tyle spory i istotny że skorzysta z niego więcej osób niż ja jeden

    0 6
  • #2 15 Lis 2005 16:54
    nemo07
    Poziom 36  

    Witam.
    Trzeba sobie uświadomić źródła sygnałów niepożądanych we wzmacniaczach. Należą do nich
    a) sprzężenia magnetyczne i elektrostatyczne, które indukują przydźwięki i inne zakłócenia (np. radiowe i trzaski) pochodzące z zasilacza/sieci
    b) pasożytnicze sprzężenia tej samej natury wewnątrz układu - silne sygnały (duże amplitudy prądu/napięcia) z wyjść przenoszą się na czułe wejścia powodując przesłuchy i pogorszenie stabilności oraz
    c) sprzężenia galwaniczne - niewłaściwa dystrybucja zasilania (np. prowadzenie masy) prowadzi do przedostawania się przydźwięków pochodzących od prądów prostowników na czułe wejścia oraz pasożytnicze sprzężenia zwrotne sygnałów z wyjść na wejścia (indukcja na zasadzie Uzakł=I•R).
    Problemy sprowadzają się więc do właściwego stosowania ekranów elektrycznych i magnetycznych oraz filtrowania w zasilaczu, ale kluczowy jest koncept masy - powinien to być jeden punkt w układzie (wybierany zwykle w zasilaczu), do którego są łączone wszystkie ekrany elektrostatyczne (w tym, ewentualnie obudowa) i gdzie zamykają się drogi powrotne wszystkich sygnałów prądowych posiadających znaczne amplitudy oraz prądy pochodzące z prostownika. Jest to koncept gwiaździstej dystrybucji masy (wszystkie przewody uziemiające wychodzą promieniście z jednego punktu).
    Zwykle trudno spełnić postulat, aby to był fizycznie jeden punkt i układy wejściowe umasia się do obudowy/chassis, która z kolei jest połączona z tą właściwą masą krótkim przewodem. Powstaje struktura drzewa - przewody masy rozgałęziają się, ale wszystkie mają jeden punkt wyjściowy, jakim jest wybrany punkt masy.
    Konsekwentnie zrealizowany koncept jednego, centralnego punktu masy wyklucza pasożytnicze sprzężenia galwaniczne oraz czyni efektywnym ekranowanie elektrostatyczne i magnetyczne, natomiast błędy w tym zakresie niweczą skuteczność ekranowania oraz wprowadzają sprzężenia pasożytnicze wszystkich trzech rodzajów - elektryczne, magnetyczne i galwaniczne. Tak zwane "pętle masy" są najczęściej powodem trudnych do wyeliminowania przydźwięków, przesłuchów, podatności na zakłócenia oraz pogorszenia stabilności wzmacniacza.
    Wynika z tego wniosek, że ekrany elektrostatyczne (kable ekranowane, ekranujące puszki) powinny być uziemiane tylko jednym końcem do właściwego punktu masy, a zatem ekrany nie powinny być używane w roli przewodów dystrybucji zasilania (ani dla napięć zasilających, ani w roli przewodów masy).
    -wiem że kable sygnałowe należy skręcać w skrętke ale czy zasilania też
    Skręcanie przewodów sygnałowych stosuje się w układach z sygnałami symetrycznymi (różnicowymi, czyli sygnały "+" i "-" prowadzone niezależnie od ekranu/masy jak np. w tecznice studyjnej, wejścia mikrofonowe etc.). Robi się to tylko ze względów praktycznych (aby dwie żyły trzymały się razem), nie elektrycznych.
    W komercyjnym sprzęcie stosuje się niesymetryczne sygnały (czyli dwuprzewodowe: "hot" i "cold" - masa/ekran). Skręcanie przewodów niesymetrycznych nieekranowanych zmniejsza zaindukowane na długości przewodów przez zmienne pola magnetyczne (np. od trafa) napięcia zakłócające, ale nie daje ekranowania elektrostatycznego. Jest to mało skuteczna metoda - należy raczej użyć przewody ekranowane oraz zmniejszyć zakłócające pola magnetyczne. Z tego względu skręca się przewody prowadzące z transformatora do prostownika, a trafo oraz prostownik powinny być oddalone od czułych wejść wzmacniacza.





    -czy moge skręcić za sobą dwie skrętki (np. sygnał z i do potencjometru)- co to da, pogorszy sprawe czy nie
    W sensie tego, co powiedziano wyżej, jest to bez znaczenia.
    - które kable powinny być jak najdalej od innych
    Generalnie te prowadzące silne sygnały - prądy i/lub napięcia (wyjście głośnikowe, przewody od trafa do prostownika, przewody sieciowe) od sygnałowych na czułych wejściach.
    -z jakiego materiału wykonać ekran toroida i do czego go podłączyć (albo zostawić w powietrzu)
    Trafa sieciowe ekranuje się magnetycznie (np. miękka stal), a akran zawsze uziemia się do masy układu (jest to zarazem ekran elektrostatyczny). Toroidy generalnie nie wymagają ekranowania, gdyż ich obwody magnetyczne ekranują się niejako naturalnie.
    - z której strony podłączyć ekran przewodów liniowych
    Jest bez znaczenia, byle do (właściwej) masy w układzie.
    - które kable moge przewlec przez rdzeń ferytowy(chyba) no i czy tylko przewlec przez dziórke czy zrobić pętelke
    Pętelka zwiększa skuteczność z kwadratem ilości zwojów. Jest to metoda eliminowania zakłóceń radiowych (EMI), rzadko stosowana we wzmachnaczach audio, zwykle problem załatwia filtr sieciowy.
    - czy podłączać do czegoś radiatory
    Ze względu na pojemności pasożytnicze lepiej jest uziemiać (lepsza stabilność układu).
    - gdzie kupie wysokiej jakości przekaźniki i złącza
    mógłbym polecić np. RS Electronic, Farnell (oraz eBay :))
    -jakie są inne zabiegi mogące zmniejszyć zakłócenia we wzmacniaczu
    Eliminacja zakłóceń z sieci: dobry filtr sieciowy EMI, blokowane kondensatorami (10nF) mostki prostownicze; podobnie małe pojemności (rzędu 500pF) na czułych wejściach eliminują zakłócenia radiowe.
    Eliminacja przydźwięków: Zasilacz oddalony od czułych wejść, krótkie, skręcone razem przewody, dostateczne pojemności filtrujące w prostowniku.

    Pozdrawiam

    0
  • #3 15 Lis 2005 21:48
    kazmod
    Poziom 21  

    Wroce do tego co napisal Nemo7. Zrobil doskonaly wyklad, dlatego wroce, aby to dokladniej przyczytac. Nie moge sie jednak zgodzic z twierdzeniem o powodach uzywania skretek. Uzywa sie je nie tylko we wzmaczniaczach symetrycznych i nie dla powodow mechanicznych( ot i wyszedl wiersz). Dwa zwiniete przewody raz, ze eliminua napiecie indukowane w tak utworzonej petli (mala p owierznia petli), dwa lapie dokladnie takie same napiecia wzbudzone przez pole elektryczne. Napiecie te kompensuja sie. Taka jest moje zdanie, hawk, powiedzialo mi sie.

    Kazik

    Dodano po 1 [minuty]:

    A jeszcze cos dla dzika84, pisze sie zaklocenia a nie zaklucenia . Pani od polskiego sie krzywic bedzie.

    0
  • #4 16 Lis 2005 01:07
    nemo07
    Poziom 36  

    Witam.

    kazmod napisał:
    ...Nie moge sie jednak zgodzic z twierdzeniem o powodach uzywania skretek. Uzywa sie je nie tylko we wzmaczniaczach symetrycznych i nie dla powodow mechanicznych ...
    Dwa zwiniete przewody raz, ze eliminua napiecie indukowane w tak utworzonej petli (mala p owierznia petli), dwa lapie dokladnie takie same napiecia wzbudzone przez pole elektryczne. Napiecie te kompensuja sie. ...

    No to rozwiniemy troszkę...
    Faktycznie przy skrętkach chodzi o to, żeby indukowane napięcia zakłócające były identyczne, a to wymaga symetrii i bliskiego prowadzenia obydwu przewodów i skrętka stanowi optimum. Jest to technika standardowa w układach symetrycznych (typu "phantom", jak telefonia przewodowa, technika studyjna, mostki pomiarowe etc.). Skręcanie pojedynczych przewodów jest więc elektrycznie lepsze, ponadto tańsze i prostsze od wytwarzania sklejonych przewodów dwużyłowych. Trzeba tu jednak zrobić rozróżnienie.
    Systemy różnicowe są odporne na sygnały synfazowe oraz wykazują symetryczne impedancje, czego nie można powiedzieć o systemach nieróżnicowych, a obydwa czynniki mają swoje implikacje.

    Indukcja SEM od zmiennych pól magnetycznych:
    Skrętka (lub bliskie prowadzenie przewodów) powoduje, że powierzchnia między nimi jest znikoma, dzięki czemu indukowane napięcia zakłócające są praktycznie identyczne (w fazie i amplitudzie), jak napisałeś. Te napięcia są synfazowe, a ich różnica powinna być zero, inaczej powstają zakłócenia zarówno w układach symetrycznych, jak i niesymetrycznych.
    Jednakże napięcia synfazowe, które są proporcjonalne do strumienia indukcji, który przenika przez powierzchnię zamkniętą między skrętką i masą układu (a więc również do długości przewodu) mogą mieć znaczne wartości.
    Układy różnicowe tolerują zakłócenia synfazowe, natomiast nieróżnicowe, na ogół nie lub źle (zależy od układu), a wtedy stają się one zauważalne.

    Indukcja SEM od zmiennych pól elektrycznych:
    Inaczej ma się sprawa z zakłóceniami elektrostatycznymi (przez pojemności pasożytnicze do przewodów sygnałowych). Ich amlituda jest proporcjonalna do sprzężenia pojemnościowego ze źródłem zakłóceń (a więc do ich długości i bliskości względem źródła).
    Układy symetryczne z natury silnie tłumią sygnały synfazowe dzięki identycznym impedancjom obydwu linii. Różnica synfazowych sygnałów jest więc głównie skutkiem niesymetrii, ekranowanie elektrostatyczne nie jest krytyczne.
    W układach niesymetrycznych - skrętka nie zastąpi ekranu elektrostatycznego.
    Faktycznie, przy identycznych pojemnościowych sprzężeniach do dwóch równolegle prowadzonych przewodów (nawet, jeśli są skręcone!), z których jeden wykazuje pewną znamionową impedancję (np. 10kΩ) w stosunku do masy ("hot"), a drugi znikomą ("cold", typowo uziemiony) w obydwu przewodach indukowane są różne napięcia. Różnica tych napięć jest praktycznie bliska, jak w sytuacji oddzielnie poprowadzonego, nieekranowanego "gorącego" przewodu.
    Pozdrawiam

    0
  • #5 16 Lis 2005 21:49
    kazmod
    Poziom 21  

    Indukcja SEM od zmiennych pól magnetycznych:
    Skrętka (lub bliskie prowadzenie przewodów) powoduje, że powierzchnia między nimi jest znikoma, dzięki czemu indukowane napięcia zakłócające są praktycznie identyczne (w fazie i amplitudzie), jak napisałeś. Te napięcia są synfazowe, a ich różnica powinna być zero, inaczej powstają zakłócenia zarówno w układach symetrycznych, jak i niesymetrycznych.
    Jednakże napięcia synfazowe, które są proporcjonalne do strumienia indukcji, który przenika przez powierzchnię zamkniętą między skrętką i masą układu (a więc również do długości przewodu) mogą mieć znaczne wartości.
    Układy różnicowe tolerują zakłócenia synfazowe, natomiast nieróżnicowe, na ogół nie lub źle (zależy od układu), a wtedy stają się one zauważalne.

    Wedlug mnie jest jednak troche inaczej z indukcja zaklocen od sem zmiennych pol magnetyczych. Zaczne swoj wywod od sprostowania Twojej nieuwagi (mlodziez czyta!). Te sem sa proporcjonalne oczywiscie nie de strumienia ale od jego pochodnej, czyli szybkosci zmian strumienia.
    Inaczej rozumiem powstawanie tych zaklocen i nie mozna tez mowic o ich synfazowosci ( wzgledem czego?). Skretka czy dwa przewody przedstawiaja polaczone przez zrodlo i impedancje wejsciowa zamkniety zwoj. W tym zwoju generowana jest S.E.M. Ta S.E.M wywoluje prad okreslony przez swa wartosc i impedancje obwodu. Ten prad razy opornosc wejsciowa wzmacniacz daje napiecie zaklocen. Skretka przez znaczna redukcje powierzchni zwoju przyczynia sie do zmniejszenia tego napiecia. Tak ja to interpretuje.

    Pozdrowienia, Kazik
    Wyklad sobie wynotowalem, napewno bede korzystal w przyszlosci.

    0
  • #6 17 Lis 2005 15:17
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jeszcze jedna istotna sprawa, jeśli chodzi o stosowanie skrętek - wypraktykowana w telefonii.
    Mianowicie, każda skrętka, spośród prowadzonych blisko siebie powinna mieć inny skok.
    Jest to potrzebne do uniknięcia przesłuchów. I tylko w układzie różnicowym coś daje.

    0
  • #7 18 Lis 2005 09:00
    nemo07
    Poziom 36  

    Witam.

    kazmod napisał:
    ... Wedlug mnie jest jednak troche inaczej z indukcja zaklocen od sem zmiennych pol magnetyczych. Zaczne swoj wywod od sprostowania Twojej nieuwagi (mlodziez czyta!). Te sem sa proporcjonalne oczywiscie nie de strumienia ale od jego pochodnej, czyli szybkosci zmian strumienia. ....

    Wszystko się zgadza, wszak mówimy o zmiennym polu magnetycznym:
    Pochodna strumienia jest niezerowa i proporcjonalna do iloczynu wartości (modułu wektora) strumienia oraz jego szybkości/częstotliwości....
    ...Ale przecież nie zamierzamy tu serwować kompendium z elektromagnetyzmu. :)

    kazmod napisał:
    Indukcja SEM od zmiennych pól magnetycznych:
    Skrętka (lub bliskie prowadzenie przewodów) powoduje, że powierzchnia między nimi jest znikoma, dzięki czemu indukowane napięcia zakłócające są praktycznie identyczne (w fazie i amplitudzie), jak napisałeś. Te napięcia są synfazowe, a ich różnica powinna być zero, inaczej powstają zakłócenia zarówno w układach symetrycznych, jak i niesymetrycznych.
    Jednakże napięcia synfazowe, które są proporcjonalne do strumienia indukcji, który przenika przez powierzchnię zamkniętą między skrętką i masą układu (a więc również do długości przewodu) mogą mieć znaczne wartości.
    Układy różnicowe tolerują zakłócenia synfazowe, natomiast nieróżnicowe, na ogół nie lub źle (zależy od układu), a wtedy stają się one zauważalne.

    Inaczej rozumiem powstawanie tych zaklocen i nie mozna tez mowic o ich synfazowosci ( wzgledem czego?). Skretka czy dwa przewody przedstawiaja polaczone przez zrodlo i impedancje wejsciowa zamkniety zwoj. W tym zwoju generowana jest S.E.M. Ta S.E.M wywoluje prad okreslony przez swa wartosc i impedancje obwodu. Ten prad razy opornosc wejsciowa wzmacniacz daje napiecie zaklocen. Skretka przez znaczna redukcje powierzchni zwoju przyczynia sie do zmniejszenia tego napiecia. Tak ja to interpretuje.

    Jak najbardziej można, a nawet należy mówić o synfazowości!
    Względem czego?
    Chodzi oczywiście o relację mierzonej względem masy układu (lub COMMON) S.E.M. zakłócenia indukowanej w jednej żyle skrętki względem analogicznej S.E.M z drugiej żyły. Będą one praktycznie identyczne, ale obydwie niezerowe!
    I to jest właśnie synfazowy sygnał zakłócający - to napięcie indukowane przez zmienny strumień magnetyczny, ale nie w tym "zamkniętym zwoju", jak to określiłeś, tylko w pętli, jaką tworzy z osobna każda z żył skrętki poprzez masę układu i ziemię (lub ground plane).
    Napięcie Twojego "zwoju" jest definiowane jako sygnał różnicowy.
    http://www.google.pl/search?hl=pl&q=common+mode+signals+term+definition&lr=
    http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/2045 (Figure 4.)

    Tłumienie sygnałów synfazowych jest centralnym problemem w analogowych (i nie tylko) symetrycznych układach transmisji i obróbki sygnałów - patrz CMRR (ang. Common Mode Rejection Ratio - współczynnik tłumienia sygnału synfazowego).
    Reasumując: układy różnicowe z wysokim CMRR bezproblematycznie radzą sobie z zakłóceniami tej klasy, tymczasem nieróżnicowe (podobnie, jak niezbalansowane układy różnicowe) konwertują sygnały synfazowe w sygnał nieróżnicowy i tu "pies pogrzebany".
    Tutaj http://www.vishay.com/brands/measurements_group/guide/tn/tn501/501d.htm znajdziesz wyjaśnienie problemu w odniesieniu do układów różnicowych.

    Przy okazji, parę ilustracji i objaśnień do poruszanych tematów: http://www.extron.com/technology/archive.asp?id=ts012002

    Pozdrawiam, Adam

    0