К вопросу о входных каскадах усилителей
Регулярно возникающие на форуме вопросы «а вот так правильно?» требуют подготовки достаточно развернутой статьи о типовых условиях работы входных каскадов усилителей мощности и необходимых схемотехнических решениях.
Начнем с разработки типовой схемы деления, усилитель у нас не может быть сам по себе, как минимум он должен подключаться к сети питания, иметь источник и получателя сигнала, о чем часто забывают при разработке.
В привычном для форума случае несимметричного/небалансного подключения и типовой в России схеме электропитания TN-C или TN-C-S схема деления будет выглядеть приблизительно как показано на рисунке 1, для упрощения изображения цепи питания существенно сокращены.
С точки зрения передачи сигнала с возможно меньшими искажениями в этом случае целесообразно отметить следующие наиболее важные факторы:
1. Опорный уровень сигнала, он же земля, становится распределенным контуром. В этом контуре одновременно протекают и входные токи усилителя, и значительные по величине токи мощной нагрузки, и токи выравнивания потенциалов блоков системы, и даже наведенные индуктивные токи. Ненулевое сопротивление коммутационных проводов, контактов разъемов, полигонов печатных плат и соединений с защитным заземлением резко ограничивают возможно достижимую точность передачи сигнала. Сам опорный уровень для разных блоков оказывается разным.
2. Контур защитного заземления в этом случае становится не только антенной со сложной и заранее непредсказуемой конфигурацией, но и проводником токов от всех возможных полей индукции. Особенные проблемы здесь создает неявный виток тороидальных трансформаторов, намотанных на станках без изменения направления укладки провода.
3. Выходные провода обычно представляют из себя не только проводники значительного сечения, но еще и достаточно неплохую антенну ВЧ-диапазона, естественно индивидуальную для каждого пользователя и отличающуюся как по конфигурации, так и по уровню внешних помех.
С учетом указанных неустранимых факторов всерьез обсуждать качественное звуковоспроизведение в системах с несимметричным(небалансным) подключением достаточно сложно и целесообразно сразу перейти к рассмотрению схемы деления для системы с симметричным(балансным) подключением.
Первый вариант с классическим построением инструментального усилителя на трех операционных усилителях показан на рисунке 2.
У схемы есть важная особенность, не показанная и не очевидная из рисунка. Входной инструментальный усилитель включен с ослаблением на ~20 дБ, что позволяет добиться большего подавления синфазной помехи. В случае построения аудиосистемы самостоятельно в некоторых случаях оказывается выгоднее существенно увеличить размах сигнала на выходе источника и обратно ослабить его в инструментальном усилителе с получением выигрыша по подавлению синфазной помехи.
Другими вариантами могут быть следующие:
1. Входной каскад в виде приемника дифференциальных сигналов на одном операционном усилителе. Схему, думаю, можно не показывать. Важный недостаток такого решения - необходимость обеспечить сравнительно низкое водное сопротивление из соображений снижения шума, а также влияние ненулевого сопротивления контактов разъемов и проводников на показатель ослабления синфазной помехи.
2.Входной каскад в виде приемника дифференциального сигнала на двух операционных усилителях. Схему, думаю, можно тоже не показывать. Важное достоинство такого решения - высокое подавление синфазной помехи при единичном усилении. Это решение целесообразно использовать когда нет возможности увеличить размах выходного сигнала источника или используются стандартные устройства промышленного производства.
На каждом входе и выходе из любого устройства (сигнальные входы и выходы, ввод питания) должны быть установлены фильтры как синфазных, так и дифференциальных помех. По возможности необходимо всячески снижать паразитную емкость на общий проводник сети, очень желательно использовать секционированные Ш-образные или R-core трансформаторы в малосигнальных цепях.
Весьма эффективным решением является установка на входах питания малосигнальной части фильтра следующего вида:
Резисторы по 220-680 Ом выполняют две основные функции - резко увеличивают эффективность кондесатора за счет увеличения сопротивления сетевых выводов и одновременно с этим снижают индукцию в типовых (намотанных под насыщение) недорогих трансформаторов.
Ответить с цитированием
), думаю если задавить синфазку раз в 10 (т.е. на скромные 20дБ), то возможно заиграет ещё чуть лучше. А вот разницу в подавлении на 20дБ или на 40дБ, почти уверен что различить будет нереально.
Сообщение от antecom
Социальные закладки