Ещё раз о сетевом фильтре

[OlegCH]

Не претендуя на что то новое, решил поделиться своим опытом по изготовлению устройства для защиты потребителей от сетевых помех.
Поскольку одним из основных условий было обеспечение гальваноразвязки с внешней сетью, то соответственно в схеме появился развязывающий трансформатор на 500 Вт. Имеющийся под руками корпус задал высото-габаритные ограничения . Поэтому разумным компромиссом получилось применение двух торов 500 Вт, 220/12 в. (см. схему). Всё остальное достаточно стандартно: коммутация входа сети через контактор Moeller Z-R230/SS, функции защиты возложены на автомат Legrand C6 и варисторы RU. Защита разделяющего трансформатора от постоянной составляющей сети осуществляется фильтром DC на D1...4 и C6, C7. Первичный фильтр ВЧ помех (установленный до развязывающего транса) работает (ориентировочно) в диапазоне от 100 кГц до 1 МГц. После транса применены четыре стандартных ВЧ фильтра Schaffner. Каждый на своего потребителя. Их эффективный диапазон работы от 1 МГц и выше. Все фильтры работают с "землёй", развязанной с "нулём" питания. К потребителям "земля" не идёт.

Результат, честно говоря, получился достаточно неожиданный. Основной значимый эффект - это то что "проявились" обертона нижней середины!!!
Т.е. звук стал более "сочный" и "значимый". Причем этот эффект проявляется именно на источнике (CD-проигрывателе), на усилителе просто "проявился" эффект "чернее черного", т.е. улучшилась микродинамика. А вот звук CD изменился кардинально в лучшую сторону, в женском голосе "проявились" "грудные" тембры, тарелочки стали обьемнее, струнные теплее...
Так что о сделаном не жалею и могу рекомендовать к повторению.
Для меня теперь сетевой фильтр - это весьма значимый элемент звукового тракта.

[krulfa]

Прослушал несколько вариантов узлов фильтров сетевого питания: фильтр постоянной составляющей по схеме, предложенной ИГВИН (фото), фильтр ЭМП по классической схеме (1 мкФ, 100 мкГн и 1.8 мГн, фото), а также развязывающий трансформатор 220 на 220 с расположением обмоток на разных сторонах стержневого сердечника. Получилось следующее.

В моем усилителе блок питания далек от совершенства. На чем, как не на плохой конструкции, тренироваться - все изменения слышны. Итак, по порядку. Фаза сетевого напряжения на всех переключениях сохранялась одинаковой, при попарном сравнении проверяемые схемы от сети 220 В не отключались, переключался только УМЗЧ как нагрузка.

1. Фильтр постоянной составляющей на 4 диодах показал ощутимую деградацию звучания на большинстве треков. Звук становился более плотным, одновременно с этим сплющивался, теряя объем, падала динамика и глубина тихих пауз и каким-то малопонятным образом на передний план выдвигались шумы оригинальной фонограммы, становясь преувеличенными и неестественными.

Вполне логично было предположить, что виноваты встречно-параллельно включенные диоды невысокого качества, и прав был Рысь, говоря о влиянии на звук нелинейности сетевых предохранителей. Не должно быть в цепи первички нелинейных элементов.

Поэтому я попробовал "предельный" вариант, исключив из схемы диоды насовсем и подав постоянное смещение на конденсаторы от батарейки 9В. Шума стало меньше, но все упомянутые дефекты звука в некоторой степени остались.

2. Фильтр ЭМП по классической топологии дал существенное улучшение звука. "Расчистились" тихие места, углубилось восприятие динамического диапазона, улучшился рельеф. Качественные изменения произошли на ВЧ - они стали точнее, острее и правильнее. Практически исчез эффект "выпячивания" резких звуков на ВЧ, который отметил Shurik на последнем прослушивании данного усилителя.

Интересно, что улучшение было при подключении усилителя именно после фильтра. Когда усилитель включался в сеть параллельно фильтру (до него), и конденсатор в 1 мкФ оставался под напряжением параллельно усилителю, звук был не так хорош.

3. Трансформатор 220 на 220. Изменения звука по сравнению с прямым включением усилителя в сеть были незначительны. Так как трансформатор добавляет последовательное сопротивление своих обмоток и увеличивает просадку под нагрузкой, было слышно, что восстановление после просадки занимает большее время. А чем большее время это занимает, тем это слышнее, так попадает на затухание звуков или паузы. Тот же эффект в более выраженном и "грязном" на слух виде был слышен в первом варианте при работе через конденсаторы.

На ВЧ, наоборот, наблюдалось улучшение, похожее на то, которое давал фильтр ЭМИ. Но величина этого улучшения не была значительной по сравнению с фильтром ЭМИ, может быть, на 1/4 - 1/5 того улучшения.

Интересно, что на вторичной обмотке транформатора 220 В отвертка-индикатор так же уверенно определяла "фазу" и "нуль", т.е. один провод был более "горячий", чем другой.

Выводы. Фильтр постоянной составляющей - в морг. Разделительный трансформатор - на любителя, если он будет достаточно мощный, то негативное влияние будет невелико, а гальваническая развязка в некоторых инсталляциях может пригодиться. Фильтр ЭМИ - в каждую конструкцию, прирост качества окупает все затраты на крупные конденсаторы и дроссели.

P.S. На фото - эпюра напряжения в розетке 31 декабря.

[ИГВИН]

krulfa, спасибо.
Очень интересны ваши поиски.
Что касается фильтра DC, я также пробовал с ним и без него.
Но в составе БП безосного усилителя класса А. Ухудшения качества звука с ним не отметил.

Не допускаете ли вы, что ОСная конструкция взаимодействует с DC-фильтром, и потому вы наблюдали такой эффект?

1. Фильтр постоянной составляющей на 4 диодах показал ощутимую деградацию звучания на большинстве треков. Звук становился более плотным, одновременно с этим сплющивался, теряя объем, падала динамика и глубина тихих пауз и каким-то малопонятным образом на передний план выдвигались шумы оригинальной фонограммы, становясь преувеличенными и неестественными.

БезОСному усилителю наличие фильтра не повредило. Или повредило в той мере, что мною это оказалось незамеченным.

Практически исчез эффект "выпячивания" резких звуков на ВЧ, который отметил Shurik на последнем прослушивании данного усилителя.

Такого эффекта на моём безОСнике нет - может быть поэтому он не был усилен фильтром?

В общем благодарю за ваши исследования, видимо фильтры всякие нужны, фильтры всякие важны - но какой куда, надо решать по месту и по звуку.

Кстати, более простая схема фильтра в аттаче.
Насчет резисторов я задумался, но несильно Предохранитель в цепи первички разве не снимает проблему?

[Romanoff]

Выводы. Фильтр постоянной составляющей - в морг. Разделительный трансформатор - на любителя, если он будет достаточно мощный, то негативное влияние будет невелико, а гальваническая развязка в некоторых инсталляциях может пригодиться. Фильтр ЭМИ - в каждую конструкцию, прирост качества окупает все затраты на крупные конденсаторы и дроссели.

Остался один шаг до того, чтобы убедиться в "необходимости и достаточности" применения фильтров вот такого вида во всех конструкциях. Я сделал полностью аналогичную Вашей, коллега, НИИР еще года полтора назад, и результаты полностью соответствуют Вашим

[ИГВИН]

krulfa! Вот увидел чуть позже появившиеся фотографии.
Не связан ли эффект добавившейся на ВЧ грязи (так вероятно можно коротко сказать?) не с самим принципом, а с типом использованных диодов?
Я ставлю Шоттки, а какие использовали вы?

Далее, наверное не следует противопоставлять фильтры DC и ФНЧ.
Это разные устройства, выполняющие разные задачи. Они в изделии высокого качества звука могут (а может и должны?) работать совместно, как собственно это сделано в сабжевом сетевом фильтре, разработанном OlegCH.

[Максим]

Остался один шаг до того, чтобы убедиться в "необходимости и достаточности" применения фильтров вот такого вида во всех конструкциях

В фильтрах такого вида есть один неприятный момент - Y конденсатор со средней точкой на корпусе устройства, что подразумевает его использование в сетях с отдельным проводником защитной нейтрали. А этого в 90% случаев в наших сетях не наблюдается. В лучшем случае, расщепление нейтрали на рабочую и защитную будет выполнено на этажном щитке, что хотя и допустимо по требованиям ПУЭ, но не является полностью правильным решением. А если нет возможности решить вопросы с защитной нейтралью правильным образом, лучше использовать фильтры без Y конденсатора. Либо изолировать корпус фильтра от корпуса всего устройства, что не очень удобно и также не совсем правильно.

[наблюдатель]

При тюнинге одного усилителя поставил сетевой фильтр фирмы "Schaffner", так как с этим фильтром звучание усилителя оказалось лучше, чем без него. Для сравнения ставил фильтр на компонентах EPCOS рассыпушкой - дроссели и конденсаторы. "Schaffner" оказался лучше. Был снят в своё время с какого то устройства - т.е. был "прогрет" годами эксплуатации.
Из-за распространённости 2-х проводной сети тоже пришлось изолировать корпус самого фильтра.

krulfa, не пробовали на сетевой провод повесить обычный абсорбер, мне интересно, какой эффект будет на Вашем усилителе?

[Максим]

При тюнинге одного усилителя поставил сетевой фильтр фирмы "Schaffner"

Шафнеры - весьма качественные изделия. Я использовал такие.
Проблема Y кондеров остаётся и здесь...

[наблюдатель]

Это проблема наших 2-х проводных сетей!

[Pyku_He_oTTyda]

Сетевой фильтр приносит больше пользы, чем трудность его изолирования от корпуса даже в двупроводных сетях. Так что выбор однозначен.

[Максим]

Сетевой фильтр приносит больше пользы, чем трудность его изолирования от корпуса даже в двупроводных сетях. Так что выбор однозначен.

Андрей, в данном случае выбор не в том, использовать фильтр или нет, а в том, использовать ли готовый фильтр либо собирать его на рассыпухе. И где здесь однозначность?

[Pyku_He_oTTyda]

Андрей, в данном случае выбор не в том, использовать фильтр или нет, а в том, использовать ли готовый фильтр либо собирать его на рассыпухе. И где здесь однозначность?

Максим, я на последней странице не заметил проблем с выбором "самоделка или покупной". Обсуждалось только изолирование.

[Ромыч]

Фильтр постоянной составляющей на 4 диодах показал ощутимую деградацию звучания на большинстве треков.

А вот у меня наоборот. Только мой сделан по классической схеме, где диоды выполняют лишь защитную роль. Конденсаторы - неполярные электролиты.

[Romanoff]

Не вижу никакой сложности изолировать фильтр от корпуса усилителя

[ИГВИН]

А вот у меня наоборот.

Усилитель ZD-50?

сделан по классической схеме, где диоды выполняют лишь защитную роль

Тип диодов?

Конденсаторы - неполярные электролиты.

Конденсаторов?

Почему столько вопросов - потому что следует разобраться, почему идут разноплановые отклики.
Не думаю, что у Фёдора слух иначе устроен. Если он услышал добавочные искажения ВЧ - на это есть причина.
То ли сам усилитель, то ли используемая схема, то ли типы деталей.
Если при переворачивании вилки в сети изменяется звук (я это подтверждаю), то уж добавление тех или иных элементов его тоже может менять.

[Shurik]

Если при переворачивании вилки в сети изменяется звук (я это подтверждаю),

То надо что-то делать с сетью или включать через стабилизатор сетевого напряжения. У меня такой ситуации не возникает, причем не только на моих конструкциях. В остальном полностью поддерживаю Федора krulfa и стараюсь делать сетевые фильтры именно по этой схеме.

[ИГВИН]

То надо что-то делать с сетью или включать через стабилизатор сетевого напряжения.

Надо поставить вилку в лучшее по звуку положение
А потом уже что-то делать... или не делать.

[Pyku_He_oTTyda]

Не вижу никакой сложности изолировать фильтр от корпуса усилителя

Илья, согласен, проще простого изолировать. Однако, если обсуждают, трудность по ходу имеет место быть

[krulfa]

Остался один шаг до того, чтобы убедиться в "необходимости и достаточности" применения фильтров вот такого вида во всех конструкциях.

Я прочитал ваш пост и захотел попробовать сам. Совпадение результатов означает, что дальше можно не "рефлексировать", если кто-то начнет доказывать обратное. Лично мне больше приглянулись High Insertion Loss http://www.epcos.com/inf/30/db/emc_fi_06/b84103.pdf

В готовых фильтрах подбор номиналов не такой, как мне бы хотелось - конденсаторы дифференциальные 0.1, самое большее 0.33 мкФ, а можно ставить побольше; Y-конденсаторы по 2200-4700 пФ, а хотелось бы поменьше, и дифференциальные индуктивности совсем маленькие - по 8 мгГн.

---------- Добавлено в 15:42 ---------- Предыдущее сообщение в 15:33 ----------

Что касается фильтра DC, я также пробовал с ним и без него.
Но в составе БП безосного усилителя класса А. Ухудшения качества звука с ним не отметил.

Так и должно было быть, все сходится. В классе А ток потребления постоянный, поэтому угол отсечки диодов выпрямителя тоже постоянный и не меняется. Добавление DC фильтра (или развязывающего трансформатора) несколько увеличивает приведенный импеданс сети и изменяет угол отсечки на некоторую постоянную величину. Это и не должно быть слышно.

В усилителях класса АВ ток потребления изменяется, а вместе с ним - и угол отсечки тока диодов. Импульсы тока заряда конденсаторов меняются по ширине, это слышно. Восстановление полного напряжения на конденсаторах выпрямителя занимает время, и оно тем меньше, чем меньше приведенный импеданс сети. Поэтому добавление DC фильтра или трансформатора портило картину.

Очень простая причина, по которой усилитель в классе А может играть лучше усилителя в классе АВ.

[anli]

В классе А ток потребления постоянный

Ё-маё... Ну что же все повторяют одну и ту же глупость...

[Шитхеппенз]

Ё-маё... Ну что же все повторяют одну и ту же глупость...

Да и про фильтры - тоже.... Особенно посмотреть спаянный сопельками из МГШВ фильтр на фотке (п. 970), "безусловно все улучшаюший"...