Германиевые диоды в выпрямитель

[Delta213]

Есть смысл в применении? Д7Х Нужно для хэдампа, оу + на выходе буфер на п605а. Могу еще шоттки поставить, вот и вопрос, будет ли преимущество у германиевого по сравнению с скажем sr160?
У д7 пороговое напряжение 0,3В примерно, у ср160 0,16В. но германиевый по идее должен мягче включаться. То что Д.А. применял знаю, но может это маркетинг.

[Сухоруков Сергей]

Но Сухоруков Сергей назвал это утверждение спорным

И продолжаю так считать. Потому что я верю своим ушам, а не Вашим мантрам про снаббер. Сразу замечу, что не имею ничего против применения снабберов (сам их использую), но не считаю это панацеей.

[dekko]

но не считаю это панацеей.

панацея в аудио - это когда всё выключено

[jett]

Причём не в пользу шотток, согласись.

Послушал и оставил ультрафасты.

[rsrus]

Наконец смог снять АЧХ.
Дело в том, что с параллельным колебательным контуром не все так просто. Его сопротивление на резонансе очень высокое, а в данном конкретном случае равно 14 кОм. И чтобы к нему подключить приборы и не сильно шунтировать, сопротивление измерительной цепи должно быть как минимум в 10 раз больше.
Выход был найден через использование обмотки накала со средней точкой. Одну половину подключил к выходу векторного анализатора цепей (VNA), другую ко входу. Только фазовая характеристика (нижняя кривая на диаграмме) получилась перевернутой на 180 градусов из-за этого.

Еще момент интересный. В данном трансе вторичка со средней точкой. Двухполупериодный выпрямитель подключен только к половине, а АЧХ автоматом получилось для всей. Все связано.

Вот как стенд выглядит в работе. Первичка транса закорочена, как будто он включен в сеть. Средняя точка накальной обмотки соединена с землей.


АЧХ без добавочной емкости Сx (довеска к снабберу).


АЧХ с добавочной емкостью Cx=0,01мкФ.


Измеренная добротность параллельного контура для первого опыта Q=5,1 (что совсем немного)
Известно, что сопротивление контура на резонансе становится активным и равно Re=p*Q = 14 кОм (L=11,2 мГ, С=1480 пФ, волновое сопротивление р=2744 Ом).
Для легкости понимания, пересчитаем Re в сопротивление потерь индуктивности RL=p/Q = 538 Ом, это совсем много. Как правило, индуктивность вносит основные потери в колебательный контур.

Теперь можем построить модель для MicroCAP.
Без снаббера.


Со снаббером.
Расчет снаббера выполнялся в соответствии с переведенной ранее статьей. Номиналы указаны в схеме.


Бесспорно, данная модель неплохо бьется с ранее полученными результатами измерений для диода 1N4007G.

А теперь модели с дополнительной емкостью Cx=0.01 мкФ.
Обратите внимание, что с дополнительной емкостью добротность почти в два раза выше!
А значит это тоже нужно учесть в сопротивлении потерь индуктивности RL=p/Q = 100 Ом (C=11,5 нФ, p=988).
Re при пересчете для модели будет 9,8 кОм.
Дело в том, что в модели я использовал Re, а не RL. На то есть свои причины.

Без снаббера.


Со снаббером.

(Здесь временной шаг был уменьшен в десять раз и шум на диаграмме тока пропал, хотя время расчета сильно выросло)

По результатам видно, что при добавлении дополнительной емкости Cx:
- частота резонанса понижается;
- добротность контура увеличивается в два раза;
- сильно уменьшается сопротивление потерь индуктивности - в 5,4 раза.
- процесс затухания паразитных колебаний (звона) протекает медленнее.
Собственно так и должно быть. При понижении частоты в сторону рабочего диапазона, потери в трансформаторе уменьшаются.

И вывод насчет дополнительной емкости - ее применение в снаббере неоправдано.

Модель для MicroCap здесь.
Trans_40-18097.zip


Не мог не ознакомить вас с одной интересной зарисовкой касательно добротности.

Выше мы измеряли полосу пропускания на уровне -3дБ, делили на нее центральную частоту, и так вычисляли добротность, т.е. Q=Fr/ΔF.

А теперь посмотрим, как вычислять добротность по осциллограмме затухающего колебания.
Добротность имеет еще одно определение как число колебаний Ne, за которые амплитуда уменьшается в e раз (2,72 раза), умноженное на число pi. Q=Ne*pi
Ne можно выразить как время затухания t, за которое амплитуда уменьшается в е раз, деленное на период T колебаний, Ne=t/T.
То есть Q=pi*t/T
На осциллограмме построим огибающую. Для этого удобно использовать полилинию, ставя точки в максимумах. Рисунок был предварительно отмасштабирован по оси времени в Автокаде, то есть все горизонтальные размеры в микросекундах, а вертикальные имеют просто относительные значения.

Вот что из этого вышло:


Расчет дал значение добротности 6,2 против 5,1 , которое было измерено через полосу пропускания анализатором цепей.
При подключенной емкости 0,01 мкФ получилось 10,5 против 9,9.

И число периодов, за которые амплитуда уменьшается в 2,72 раза на первой осциллограмме равно 2, а на второй примерно 3,3. Умножаем на 3,14 и получаем 6,28 и 10,4 соответственно.

[jett]

И вывод насчет дополнительной емкости - ее применение в снаббере неоправдано.

Хорошая работа. Спасибо.
Удивляет только что в пром_аудио_аппаратуре в основном как-раз ставят эту емкость и не ставят снабберы.

[Leoniv]

И вывод насчет дополнительной емкости - ее применение в снаббере неоправдано.

Cx снабберу вредит, но его ставят в других целях - чтобы зашунтировать обмотку на ВЧ низким импедансом и устранить мультипликативный фон. Емкость Cx, наверное, можно выбирать поменьше.

Удивляет только что в пром_аудио_аппаратуре в основном как-раз ставят эту емкость

Чаще всего ставят конденсаторы параллельно диодам, которые картину только ухудшают. И что удивительно, это делают десятки лет. Тупое следование традициям, или мы чего-то не понимаем?

[Борисыч44]

Чаще всего ставят конденсаторы параллельно диодам, которые картину только ухудшают. И что удивительно, это делают десятки лет. Тупое следование традициям, или мы чего-то не понимаем?

У радиолюбителей - это практически стандарт, т.к. мощности излучаются рядом и большие, по другому ни как от фона не избавиться.... (больше минимальные геометрические размеры сказываются)

[Leoniv]

Тут речь не про радиолюбителей, а про промышленное оборудование, причем аудио.

[Alex]

а про промышленное оборудование, причем аудио.

Тут как раз больше про домашнее аудио, чем про промышленное оборудование.
И оно что менее к фону чувствительно, чем HAM-ское оборудование?
Скорее более - там за фон на уровне -30 борятся, а тут - на -130.

[Leoniv]

Тут как раз больше про домашнее аудио, чем про промышленное оборудование.

Не так выразился. Имел в виду промышленное домашнее аудио.

И оно что менее к фону чувствительно, чем HAM-ское оборудование?
Скорее более - там за фон на уровне -30 борятся, а тут - на -130.

Менее. Чувствительность приемников не сравнить с чувствительностью УНЧ, к тому же, там другая полоса частот, плюс нормальный детектор, а не паразитный.

[Борисыч44]

Тут речь не про радиолюбителей

Offтопик:
людям свойственно обезъянничать )))

[Alex]

Чувствительность приемников не сравнить с чувствительностью УНЧ

Конечно, но там и требования к уровню фона на сотню дб мягче.

[лысый]

а тут - на -130.

Ну, это разве что только отдельные вконец упоротые психи.

[Leoniv]

но там и требования к уровню фона на сотню дб мягче.

Перестаньте. Одно дело - продетектировать чем-то в УНЧ наведенный радиосигнал, а другое дело - сигнал на выходе детектора после РЧ усилителя. Аудиофилы изо всех сил стараются оправдать свои старания, которые в основном лишние.

[rsrus]

Чаще всего ставят конденсаторы параллельно диодам, которые картину только ухудшают. И что удивительно, это делают десятки лет. Тупое следование традициям, или мы чего-то не понимаем?

Leoniv, похоже, что в основном Вы правы, и это исторически сложившийся факт. В прежние времена тоже боролись за качество, но АМ радиоприемников, поскольку они были единственным домашним аудио.
Вы уже делали ссылку на статью по поводу мультипликативного фона радиоприемникам (пост #115). Мне тоже попалась аналогичная из журнала Радио.
Вот выдержка:

Следовательно, борьба с мультипликативным фоном может проводиться, по крайней мере, одним из двух способов соответственно: ослаблением связи между передатчиком (приемником) и проводами сети или ослаблением модулирующего действия диодов. Любой из этих методов для ослабления МФ может оказаться достаточным.
Наиболее популярный способ подавления мультипликативного фона относится ко второму методу. Он состоит в шунтировании диодов выпрямителя конденсаторами [2, 8-10]. Путь токов радиочастоты становится более коротким через имеющие малое сопротивление линейные конденсаторы, а не через диоды, и при достаточно большой емкости шунтирующих конденсаторов удается получить значительное ослабление помехи.
http://vrtp.ru/index.php?act=categor...e&article=3245

Диоды выпрямителя работают подобно реле, постоянно отключая и подключая плюсовую и минусовую (или корпусную) шину через трансформатор к весьма не коротким проводам сети. Это больше всего проявляется в АМ, так как амплитуда полезного сигнала становится то сильнее (с сетью в качестве противовеса), то слабее.

Нужно ли бороться с этим в современной аппаратуре?
Давайте представим, что кто-то взял провод, подключил его к заземлению и стал хлестать с частотой 100 герц наш аудио плеер, работающий от батареек (со стороны выглядит ужасно). При определенных условиях (протяженная аудио сеть, внешние помехи, например от GSM) мы это услышим.

Цитата оттуда же:
Примерно с конца 70-х годов шунтирование диодов выпрямителей конденсаторами используется многими отечественными и зарубежными производителями источников вторичного электропитания радиоаппаратуры. Конденсаторы устанавливают как в мостовых, так и в двуполупериодных выпрямителях с отводом от середины вторичной обмотки, и даже в однополупериодных выпрямителях. Нам не удалось проследить первопричину и выяснить цель установки конденсаторов, однако в ряде обнаруженных (немногочисленных) комментариев по этому поводу указывалось, что это сделано для "сглаживания высокочастотных помех, проникающих со стороны сети". Во всяком случае эффект модуляции фоном переменного тока заметно снижается. Конденсаторы также способствуют уменьшению импульсных помех от переходных процессов в самих диодах при работе выпрямителя [5].

Вот как выглядит перемежающаяся помеха сети в полосе частот до 10 кГц, пролезающая через открытый диод выпрямителя. Примененная модель токосъемника имеет наибольшую чувствительность в диапазоне 1-100 МГц. В герцовом диапазоне коэффициент передачи снижается, и поэтому за шумом практически не видно импульсов зарядки емкостей фильтра.



И если мы шунтируем диоды конденсаторами, то помеха перестает быть импульсной, а становится постоянной и поэтому менее заметной.

[Alex]

Аудиофилы изо всех сил стараются оправдать свои старания, которые в основном лишние.

Конечно лишние, я тут в другой теме советовал одному, который писал что "все это хрень" - взять рсм2704, воткнуть в нее наушники, и радоваться жизни. Остальное аудио ведь "хрень"

[rsrus]

Еще один довод в защиту дополнительной емкости Cx (или четырех емкостей Сх, установленных параллельно диодам):
В трансформаторах, рассчитанных на относительно низкое напряжение частота резонанса может получиться очень высокой, вплоть до 500 кГц
А это уже средние радиоволны (MW). И чем больше протяженность схемы выпрямителя (эквивалента MW антенны), тем сильнее эти волны излучаются. Самое неприятное, что они модулируются удвоенной частотой сети (в случае двухполупериодного выпрямителя).
Поэтому имеет смысл сначала понизить частоту установкой емкости Cx, а уже потом все задемпфировать.

[rsrus]

А теперь проведем другой тест и проверим выпрямитель на предмет кондуктивных (распространяющихся по проводам) эмиссионных помех, которые выпрямитель гонит в сеть.

Смотреть будем специальным измерительным приемником электромагнитных помех. Нужно сказать, что данный тест является одним из многих для проверки и сертификации в том числе импульсных источников питания на предмет электромагнитной совместимости (ЭМС).
Трансформатор включается в 220VAC через эквивалент сети (LISN), фильтрующий сетевые помехи в полосе ниже 3 кГц с подавлением синуса сети на 110 дБ. Измерительный приемник подключается к фазе L1 через ФВЧ с частотой среза 9 кГц и 10 дБ аттенюатор.

Стенд выглядит так:


На первой спектрограмме фиолетовая линия показывает нижнюю границу шума. Полоса обзора выставлена от 3 кГц до 300 кГц, ниже сплошной шум из сети, выше помеха убывает.


Верхняя желтая линия это помеха, генерируемая диодами через первичную обмотку транса. На ней хорошо различим собственный резонанс на частоте 39,6 кГц (метка М1), а также последующие гармоники 3,4,5,6 и 7-я с преобладанием 4-й (метка М2). Уровень помехи от резонанса 58 дБмкв (0,8 мВ). Это проходит по западному стандарту ЭМС с запасом в 34 дБ.
Средняя оранжевая линия шум с CR снаббером (Сs= 0,02 мкФ, Rs= 1,4 кОм).

В первом опыте было отмечено, что при добавлении емкости Cх, шумовая дорожка снижалась еще на 10 дБ в среднем.
Поэтому я решил испытать CRC снаббер (Сs= 0,2 мкФ, Rs= 500 Ом, Cx= 0,01 мкФ). Расчеты самих снабберов добавлю позже, но их и сейчас можно найти на выложенных картинках из MicroCap.

А вот здесь неожиданность. Когда снял спектрограмму только с одной емкостью Сx, то гармоник от резонанса 14,3 кГц не наблюдалось, хотя сам резонанс хорошо виден даже над шумами (метка М1).


Оранжевая линия с полным CRC снаббером оказалась лишь чуть ниже, чем с емкостью Сx.

Итак, как оказалось, емкость Cx эффективно устраняет гармоники основного колебания. А значит мой вывод на счет нее оказался не совсем верным.

Конечно, нужно сказать, что сами по себе помеховые уровни довольно низкие.

[Сухоруков Сергей]

Offтопик:

А теперь проведем другой тест и проверим выпрямитель на предмет кондуктивных (распространяющихся по проводам) эмиссионных помех, которые выпрямитель гонит в сеть.

Вам бы разместить свои результаты в отдельной ветке. Кажется, так было бы правильней и продуктивнее.

[фЕДОР ЧАЛЫЙ]

Вам бы разместить свои результаты в отдельной ветке. Кажется, так было бы правильней и продуктивнее.

Поддерживаю. Иначе "потонет" в не профильной ветке.