Минимизация влияния сетевого БП на звук девайса

[Audiomaniac]

В этой теме хотелось бы обсудить и собрать рекомендации относительно следующего: физические механизмы влияния сетевого БП (и собственно сети) на звучание аппарата, как строить сетевой БП, чтобы он минимально влиял на звучание и как строить сам аппарат, чтобы сетевой БП минимально на него влиял.
Прошу высказываться на основе своего опыта. Мой опыт говорит, что все, что "до первички" существенно влияет на звучание (несмотря на все последующие стабы и ФНЧ в питании), хотя механизмы этого влияния (а соответственно и способы борьбы) неясны.
Как мне это видится:
Есть два основных типа помех: а) идущие из сети (синфазные и дифф.) и б) генерируемые в самом БП (импульсы зарядки емкостей, переключение диодов). Путей проникновения этих помех в устройство - тоже два: по проводам питания и по эфиру (излучаются трансформатором и проводами). Соответственно, методы борьбы с каждым из этих видов помех. И как определить, какой из этих видов в данном конкретном случае играет роль. Скажем, любые помехи в проводах питания отфильтровать достаточно просто. Но, как показывает опыт, проблему влияния БП на звук это отнюдь не решает. Есть что-то, что ускользает от внимания авторов общеизвестных рекомендаций, вроде вышеозвученной, про C-R-C. Хочется найти этот фактор Х.
Подобную проблему пытался поднимать ottisk в https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=16983 но по-моему был в целом не понят.

Рискну предложить искать частные решения моей шкурной задачи: транзисторный класс А ZEN4 (на авторской плате) и цап линкс24 в пионере pd-s503. Пока что нахожусь в стадии "на звук влияет все", хотя вроде бы оба девайса - отнюдь не кривые, а совсем даже разработки выдающихся разработчиков. Блоки питания традиционные: у зена талемовский 300вт тор и мосты KBPC2510 со снаббером, банки джамикон LS 22000u, у цапа - три маленьких тора (два на аналог,один на цифру, диоды шоттки, резисторы 10 ом между мостами и банками фильтра 4700мкф, питание для всего, что до гальваноразвязки берется из штатной схемы пионера). Каких-то явных признаков наводок от БП (гул, стрекот и пр) - не видно и не слышно. Однако вотъ.

[Audiomaniac]

Если отбросить религию и заземления нет (вот блин комбинация), то придём к знаменитым "помехам от холодильника", которы также проявляются также и при включении света (лампы обчные, накаливания) и при любом другом дребезге контактов. ИМХО такие помехи труднее побороть, т.к. они носят случайный характер.

Никаких помех от бытовых приборов у меня не наблюдается.

[Alex]

А оно вообще происходит в трансформаторном 50гц выпрямителе, это самое "обратное восстановление"?

Если между диодом и конденсатором не ставить весьма приличный дроссель - несомненно происходит.

[Audiomaniac]

https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...9&postcount=11

В даташитах на диоды часто приводятся картинки тока обратного восстановления. Через диод течёт прямой ток, потом подаётся импульс обратного напряжения, смотрят импульс обратного тока. Режим измерения - величина прямого тока, величина обратного напряжения и скорость нарастания обратного тока (она обычно ограничена специально для этого включенной небольшой последовательной индуктивностью). Картинки действительно страшненькие, особенно для обычных НЧ диодов. Для них trr=6-10mks и огромная амплитуда обратного тока, для всяких ультрафастов trr=0,05-0,15mks, у Шоттки trr отсутствует, но есть бросок обратного тока за счёт большой барьерной ёмкости. Всё это давно и хорошо известно, но не в аудиофильских кругах. И помню, когда однажды кто-то из гуру показал эти картинки на каком-то аудиофильском собрании ламповиков (кажись питерский аудиопортал, точно не помню), братва громко цокала языками с возгласами "я знал, я знал"...
А между тем режим работы диодов в обычном питальнике с режимом получения этих картинок имеет мало общего. Выход транса имеет индуктивное сопротиление, и эта индуктивность никогда не позволит изменить полярность напряжения на диоде раньше, чем ток через неё, а значит и через диод, уменьшится до нуля. Просьба прочитать подчёркнутое ещё раз. Это значит, что здесь вообще неуместно говорить об обратном восстановлении, поскольку на момент подачи обратного напряжения (дело даже не в его величине и скорости нарастания) прямой ток уже кончился. В преобразовательной технике это называется ZCS (zero current switch) - переключение при нулевом токе. Конечно в реале ток на момент запирания диодов не совсем нулевой, но абсолютно точно, что он на несколько порядков меньше действующего, а тем более амплитудного прямого тока. А все эти чахлые всхлипы напряжения на вторичке в эти моменты, вызванные в основном резонансами индуктивностей с паразитной ёмкостью вторички, и которые перепуганные аудиофилы наблюдают на экране осцилла, легко душатся до полного исчезновения простейшим RC снаббером, например 10 ом / 0,1 мкФ.

[лысый]

В личку? ;)

Это уже касается области понятий каждого художника типо "йа так вижу". Тут если и возможны какие-то дебаты, то только если вдрух какой "художник" решит высунуться со своей афтарской консепсией, а не вообще. Хоть публично, хоть в личку.

[ИГВИН]

Выход транса имеет индуктивное сопротиление, и эта индуктивность никогда не позволит изменить полярность напряжения на диоде раньше, чем ток через неё, а значит и через диод, уменьшится до нуля.

Да всё еще проще.
Диоды, работающие на емкость, закрываются почти сразу после перехода синуса через экстремум.
До смены полярности сетевого напряжения (если там 50 Гц) при этом остается еще почти 5mS.
Так что этот импульс находится (если он есть) почти (чуть позже) максимального значения для сетевого напряжения. То есть, для диода смена полярности происходит раньше смены полярности сетевого напряжения. Там его (импульс) и надо искать.
Поэтому здесь

Это значит, что здесь вообще неуместно говорить об обратном восстановлении, поскольку на момент подачи обратного напряжения (дело даже не в его величине и скорости нарастания) прямой ток уже кончился.

всё чуть-чуть не так.
Ток кончается, когда напряжение на аноде (для положительной полуволны) станет равным напряжению (Vкатода+0,6V).
Этим током "управляет" разность напряжений на диоде, ну и параллельно подключенные нагрузка плюс зарядный ток емкости питания.

Добавлено через 5 минут
То есть надо понимать, что нагрузка питается бОльшую часть времени от емкостей питания, а меньшую часть времени (когда открывается выпрямитель) напрямую от вторичной обмотки трансформатора.
И в моменты переключения там независимо от применяемых диодов имеются разные не очень хорошие для звука процессы.

[Audiomaniac]

И в моменты переключения там независимо от применяемых диодов имеются разные не очень хорошие для звука процессы.

Для того и ставим снаббер, чтобы эти процессы на нем и умерли. Но вопрос влияния всего на звук это не решает. Есть подозрение, что это все-таки синфазная помеха из сети, которую надо резать очень низко. Для этого нужны большие синфазные дроссели и емкости.. Ну и межобмоточную емкость минимизировать..

[ottisk]

И в моменты переключения там независимо от применяемых диодов имеются разные не очень хорошие для звука процессы.

Audiomaniac, Видимо ИГВИН здесь имел в виду всплески тока в моменты, когда диоды подсоединяют банку к вторичке тр-ра. Это лечится последовательным дросселем большой индуктивности (низкочастотным, на 50-Гц железе), который ставится после диодного моста. Т.е. вместе с банками получается LC-сглаживающий фильтр. Но с другой стороны этот дроссель имеет активное сопротивление, что увеличивает внутреннее сопротивление источника, что в итоге проявляется в звуке как вялая динамика на НЧ.... Говорят есть еще путь (подавить всплески тока) - синхронный выпрямитель. Но здесь вообще ничего не могу сказать, т.к. не понимаю как это всё работает.

Добавлено через 11 минут

синфазная помеха из сети, которую надо резать очень низко. Для этого нужны большие синфазные дроссели и емкости..

По поводу последовательных ВЧ дросселей, которые на феррите те, что ставятся до первички, для подаления синфазных или дифференциальных помех, без разницы. Думаю для питания УМ также необходимо минимизировать активное сопротивление этих дросселей. Т.е. большинство заводских, намотанных проводом толщиной с волос - не годятся. В итоге получим тоже самое - увеличение внутреннего сопротивления источника, и как следствие вялую динамику на НЧ.... Это всё только мое ИМХО, возможно ошибаюсь... Хотя эксперементировал с ОЧЕНЬ большим НЧ дросселем (после диодного моста). Вес дросселя около 20 кг, намотан очень толстым проводом. Индуктивность какая не помню, но достаточно большая для того, что бы он работал в непрерывном режиме для данной нагрузки. Активное сопротивление, что то около 1,5 - 2 Ом. Динамика на НЧ становилась вялой. Но высоким и средним очень хорошело. Усилитель был в классе АВ.

[Audiomaniac]

Видимо ИГВИН здесь имел в виду всплески тока в моменты, когда диоды подсоединяют банку к вторичке тр-ра.

Импульсы заряда емкостей это одно, а помехи от переключения диодов - это другое. С первыми бороться можно только "размазывая" их резисторами или дросселями, со вторыми - шунтированием диодов или снаббером. Ну и самое главное - надо пресечь ПУТЬ распространениях этих помех на питаемый девайс. Потому что отфильтровать пульсации питания собственно в проводах питания - это проще простого. Ставишь тот же ЭД и никаких пульсаций нет даже под микроскопом. Но что при этом излучает в эфир транс - это вопрос!

По поводу последовательных ВЧ дросселей, которые на феррите те, что ставятся до первички, для подаления синфазных или дифференциальных помех, без разницы

Ну не совсем без разницы. Синфазный и дифф. дроссели имеют разную конструкцию. Резать низко - потому, что типичный импульсник компа создает в сети помеху 35 кгц и гармоники. Такая гадость достаточно легко пролезает через межобмоточные емкости транса и собственно БП, а потом, где-то в нашем девайсе преобразуется в дифф. помеху, и привет.

Т.е. большинство заводских, намотанных проводом толщиной с волос - не годятся.

У меня есть маленький муратовский синфазник 1.5мгн,2А, намотан проводом около 0.5мм, активное довольно низкое.
Важный момент при использовании синфазников - достаточная емкость Х-конденсаторов на обоих его концах, иначе вместо пользы будет вред.

[Electro_maniac]

что при этом излучает в эфир транс - это вопрос!

А экран на транс?
Я смотрел в кишки приличных усилков своими глазами только дважды, и в обоих случаях транс был на Ш железе, вокруг транса был широкий КЗ виток из медной ленты (между обмоток кстати экрана не было), и всё это помещено в разборный стальной (или пермалоевый?) экран, + транс установлен на шасси усилителя через толстые изолирующие прокладки т.е. железо транса с общим проводом усилка контакта не имеет.
Правда тем не менее качество питающей сети + прочие другие факторы типа проводков и т.п. всё равно там влияют , но очень слабо.

[Audiomaniac]

А экран на транс?

Это тема перспективная. Но для существенного ослабления магнитной наводки экран должен быть довольно толстым.

[ottisk]

Ставишь тот же ЭД и никаких пульсаций нет даже под микроскопом.

Что такое ЭД?

Добавлено через 4 минуты

Ну не совсем без разницы. Синфазный и дифф. дроссели имеют разную конструкцию.

Важно то, что они оба последовательные дроссели. А это значит, что они оба добавляют активное сопротивление к первичке.

[Electro_maniac]

Это тема перспективная. Но для существенного ослабления магнитной наводки экран должен быть довольно толстым.

В тех усилках о которых я говорю экран был толщиной 1мм, видимо хватает, ставить его чисто для виду вряд ли бы стали.

[Костя Мусатов]

Что-то полемика опять зашла в решение не поставленной задачи.
Аудиоманьяк, в чем недостаток существующего силителя? Каую проблему надо решить?
Надо понимать, что когда удастся решить все основные проблемы блока питания и звучание усилителя станет заметно лучше, влияние того же кабеля питания станет значительно выше. Однако это "выше" будет касаться тех тонкостей передачи, которые сейчас вообще могут быть неосязаемы. Т.е. оторваться от электрической сети совсем не получится.

На счет снабера. Какова индуктивность рассеяния вторичной обмотки трансформатора и какие номиналы снабера ты использовал?

[ИГВИН]

для существенного ослабления магнитной наводки экран должен быть довольно толстым.

Толстым он должен быть для фильтрации 50-100 Гц.

В тех усилках о которых я говорю экран был толщиной 1мм, видимо хватает, ставить его чисто для виду вряд ли бы стали.

Да, такой экран снижает помехи в СЧ и ВЧ.
А низкочастотная магнитная наводка через него пройдет, но существенно сгладится, и вместо "зудения" останется одно "гудение"

Что такое ЭД?

Т.н. электронный дроссель - полевик с RC-фильтром в затворе.
См. мою тему "Питание класса А".
Костя Мусатов, +1. Просто не стал цитировать.

[лысый]

Если между диодом и конденсатором не ставить весьма приличный дроссель - несомненно происходит.

Какая там по-вашему индуктивность рассеяния у типичного трансформатора питания? Для интервалов времени порядка обратного восстановления даже оч. медленных диодов это весьма приличный дроссель, даже более чем.

всё чуть-чуть не так.
Ток кончается, когда напряжение на аноде (для положительной полуволны) станет равным напряжению (Vкатода+0,6V).
Этим током "управляет" разность напряжений на диоде, ну и параллельно подключенные нагрузка плюс зарядный ток емкости питания.

Этим током "управляет" эквивалентная последовательная индуктивность вторички трансформатора. И напряжение на диоде не станет ниже упомянутой вами величины, пока ток через эту индуктивность не уменьшится до нуля, с соответствующими последствиями для процедуры обратного восстановления диода.

[ИГВИН]

лысый, Леша, а что первично - ток или напряжение?

Я согласен, что индуктивность вторички работает здесь, затягивая выключение, но она, как мне кажется, создает именно напряжение...

[Audiomaniac]

Аудиоманьяк, в чем недостаток существующего силителя? Каую проблему надо решить?

Трудно словами описывать звучание. Основной недостаток: пропадание одних звуков и "выстреливание" других, пропадание того, что должно быть подчеркнуто, и наоборот, нарушение акцентов в музыкальных фразах, искажение эмоционального заряда. Различные манипуляции с БП на это все влияют, потому и копаю в этом направлении. Никаких ВЧ помех в проводах питания с БП не видно. Никакой фон в АС не прослушивается.
Дело впрочем не только в усилителе, но и в сидюке. Оба девайса виновны. При этом если в усилителе еще можно что-то объяснить ЭМ наводкой от большого транса, находящегося недалеко от плат, то уж в сидюке-то сложно себе представить как маленький торик что-то там наводит на плату цап, которая от него в 40см, на другом конце аппарата.

Какова индуктивность рассеяния вторичной обмотки трансформатора и какие номиналы снабера ты использовал?

Индуктивность не мерял. Снаббер 4.7мкф-10 Ом, подобран опытным путем. А для чего этот вопрос задавался?

[лысый]

лысый, Леша, а что первично - ток или напряжение?

Я согласен, что индуктивность вторички работает здесь, затягивая выключение, но она, как мне кажется, создает именно напряжение...

Первично, как известно яйцо.
Игорь, индуктивность, в которую загодя накачан ток - это источник тока. И она просто не даст диоду закрыться, пока этот ток не спадёт до нуля, причом весьма плавно. А какое обратное восстановление, если к его началу прямой ток равен нулю?

[Станислафф]

Offтопик:
Уважаемый Audiomaniac или ищет то, чего нет, или сознательно вводит других форумчан в заблуждение. Если я не прав - осцилограммы ХХ, нагрузки меандром и реакцию на помеху извне в студию! (я только про блок питания конечно, реальную нагрузку можно отключить)

[Audiomaniac]

Станислафф, не понял, что именно интересует?
Написал же - стандартные заводские трансы. Да, с насыщением. Ну и что?
Нагрузку меандром? Зачем, если описываемые явления происходят и в сидюке с цапом - они что, дико грузят меандром БП? А усилитель работает в классе А, модуляция тока потребления там довольно незначительна. Что такое "реакция на внешнюю помеху" - не понял.
Я ж сразу в первом посте написал - все тривиальные механизмы влияния проверены и исключены. Тут что-то не вполне тривиальное имеет место.
Пока что наилучшие результаты достигнуты включением в сетевой проводе перед первичкой транса синфазных дросселей 1.5мгн 2А (усилтель) и 30мгн 0.4А (сидюк), шунтированных с обоих концов Х-конденсаторами по 1.5мкф. Чтобы такое делали в пром. изделиях - не видел никогда. Причем, решающее значение имеет установка Х-кондеров именно с ОБОИХ концов синфазника, в противном случае звуку наоборот становится хуже, чем без него.
На днях попробую еще тор в усилителе в железный горшок упрятать, расскажу что вышло.