Земляные ВЧ-контуры

[anli]

В некой ветке про провода есть такой мой пост (я скопирую текст оттуда: речь идёт о типичной ситуации, когда два устройства - например, CD-проигрыватель и усилитель - с трёхпроводной вилкой питания включены в двухпроводную сеть; так как большинство таких устройств имеют фильтры - конденсаторы с "холодной" и "горячей" линии на "землю", возникают земляные ВЧ-контуры):

Вот рисунок. G1 и G2 - "земли" двух девайсов. Вот контур: G1 - земля кабеля - G2 - C3 - cold ("нуль") двухпроводки - C1 - G1. Аналогичный - через hot ("фазу").

В самодельных конструкциях для двухпроводки (если нет желания удовлетворять правилам трёхпроводки ), кондюки фильтрующие, обычно, ставятся просто параллельно первичке, и такого замыкания нет. То есть покуда в системе нет двух девайсов с таким фильтром, проблемы нет. Как только появились - появились ВЧ-контуры.

В случае трёхпроводки G1 и G2 соединены землёй трёхпроводки и землями межблочников, то есть получаются чистые (с сопротивлением ноль) контуры.

Предлагаю в этой ветке не обсуждать звуковые и/или музыкальные моменты, а вести исключительно технический разговор.

Итак, наша цель - устранить антенные свойства этих ВЧ-контуров. Например, в неком не слишком извращённом опыте (измерении) могут участвовать:

- двухпроводка (что, вероятно, упрощает),
- системный блок
- функциональный генератор
- осциллограф
- исследуемый девайс X, а может и два - X и Y

Короче, много их, участников совещания...

Всё это как-то соединено сигнальными цепями, вводить в которые что-то нежелательно. Предположим, что мы не можем во всех приборах отпаять фильтрующие конденсаторы от земли (например, какие-то приборы дорогие и на гарантии, какие-то - фиг подлезешь, пока всё не разберёшь, какие-то - вообще чужие, и т.д.).

Первый вариант. Понятно, можно использовать развязывающий транс (это, кстати, можно и для трёхпроводки). Попа в том, что для каждого устройства нужен будет такой транс (кроме, может, одного). Вариант отбрасываем, как дорогой.

Второй вариант - LC-фильтры (типа на каждый сетевой провод по L, а потом эти L соединены C). Опять же, на каждое устройство нужен такой свой фильтр (купить один Pilot Pro на шесть дырок - не проканывает). Но это уже не так дорого. Давайте подробно обсудим этот вариант.

Чтобы подавление сделать больше, L и C надо побольше. Не знаю, не возникнет ли каких-либо при этом резонансных явлений, которые могут проявиться "по новому" из-за добавления фильтра - при определённой импульсной помехе в сети, или при отключении устройства... На аудио-про форумах разные страшные байки рассказывают, как от Pilot-ов аппаратура горит.

Какие "нормальные" номиналы L и C? Где остановиться, чтобы "слишком хорошо" не перешло в "плохо"?

Для дросселей, возможно, можно использовать сердечник, но у меня остались несколько пар воздушных катушек от опытов с акустикой (1.0mH/1 ом, 0.47mH/0.19 ом(!), 0.33mH/0.71 ом). Если номинал подходящий, то, наверное, пойдут?

Ещё такой момент. Потребители могут быть как с линейными БП, так и с импульсными. Тоже могут быть нюансы?

Третий вариант. Предложите!

[Nick]

Третий вариант. Предложите!

3. Синфазные трансы (на кабеля, входы, питание). В два (три, если сетевой с землёй) провода на ферритовом сердечнике, например http://www.steward.com/web_parts.asp...+Ferrite+Cores.
4. Использовать балансное соединение.

[anli]

Синфазные трансы (на кабеля, входы, питание усилителя). И земли самих усилителей не обязательно соединять с корпусом, или корпус не обязательно соединять с C3,C4.
4. Использовать балансное соединение.

Это не получится, так как все приборы-участники такие, какие есть. Я знаю, что некоторые про-железки имеют отключение земли сигнала от корпуса. Но это не наш вариант. У нас "чёрные ящики", у которых есть гнездо для евровилки, небалансный вход и/или выход, соединенный с корпусом.

[Nick]

Это не получится, так как все приборы-участники такие, какие есть

А почему синфазные трансы не получатся ? Их же можно на кабеля поставить, причём как на питание, так и на сигнальные. Прям кабель в кольцо продеваешь и несколько витков мотаешь...
Про остальное понял, но поздно отредактировал...

[anli]

А почему синфазные трансы не получатся ?

Они имеют какие-то частотные свойства. А мы, например, исследуем сигнал от 0Hz до 10MHz.

Прям кабель в кольцо продеваешь и несколько витков мотаешь...

Да, я так пробовал для сетевого провода. На самое большое кольцо М2000НМ, что у меня есть, втиснул четыре витка. Помеху 1.5MHz ослабляет довольно заметно. Трудно конкретно сказать, на сколько децибел, так как помеха модулированная, наверное, около 10db. Но какое ослабление помехи мы получим, например, на 100KHz? Да и 10db - это капля для такой частоты. Не знаю, может, существуют очень большие кольца, куда можно много намотать?

[Nick]

Они имеют какие-то частотные свойства. А мы, например, исследуем сигнал от 0Hz до 10MHz.

Наверно я непонятно написал, но синфазные трансы не влияют на диф. сигнал.
Как вот в случае с намоткой провода на феррит (это и есть синфазный транс на самом деле).

Добавлено через 1 минуту

Да, я так пробовал для сетевого провода. На самое большое кольцо М2000НМ, что у меня есть, втиснул четыре витка. Помеху 1.5MHz ослабляет довольно заметно. Трудно конкретно сказать, на сколько децибел, так как помеха модулированная, наверное, около 10db. Но какое ослабление помехи мы получим, например, на 100KHz? Да и 10db - это капля для такой частоты.

Во первых относительное ослабление будет зависить от отношения импеданса ёмкостной связи и импеданса синфазного транса. Во вторых ферриты бывают разные, можно приблизительно прикинуть импеданс на 100кГц, например для тех колец, что я привёл в первом своём сообщении есть графики. Если намотать не толстым проводом, то можно и килоомы сделать на 100КГц (30-50 витков на http://www.steward.com/web_part_no.a...=LFB259128-000). По сравнению с 160 омами на 100кГц из-за ёмкостной связи в 10нФ, это должно улучшить раз в 10, т.е. на 20дБ, и гораздо больше на более высоких частотах. Хотя абсолютный уровень помех на такой частоте не должен быть таким уж и высоким, импеданс сигнальной земли, включая соединительные провода обычно меньше десятых ома. Т.е. в полезный сигнал будет добавляться только около 1/1600, от общего наведённого эдс даже без синф. трансов. На более высоких частотах будет гораздо хуже, но там и синфазные трансы больше помогают.
PS. Подсчёты очень грубые, но думаю дают представления о величинах в первом приближении.

[anli]

что я привёл в первом своём сообщении есть графики.

У меня круче - 45x29x8 На самом деле, может, на 1.5MHz и больше 10db - там уже мешается с шумом и другими наводками, трудно вычленить.
Nick, в любом случае - спасибо! Я недооценивал эти колечки

синфазные трансы не влияют на диф. сигнал

Я раньше с такими трансами не ковырялся, так что прикинул в симуляторе - есть зависимость: при уменьшении входного сопротивления приёмника и увеличении индуктивности срез уменьшается. В общем случае, лучше, наверное, сосредоточиться на ВЧ-отвязке от сети.

[Nick]

Я там свой предыдущий пост немного поредактировал, прикинул примерно уровни помех.

Добавлено через 50 секунд

У меня круче - 45x29x8

Игает роль не только размер но и тип феррита. Причём на сколько я знаю, с правильным ферритом, меньше вероятность получить высокодобротый контур.
http://www.murata.com/emc/knowhow/pd...-1/23to25e.pdf

[anli]

Я там свой предыдущий пост немного поредактировал, прикинул примерно уровни помех.

Ага, я усёк, спасибо.

Игает роль не только размер но и тип феррита. Причём на сколько я знаю, с правильным ферритом, меньше вероятность получить высокодобротый контур.
http://www.murata.com/emc/knowhow/pd...-1/23to25e.pdf

Там в качестве контрпримера приводится воздушная катушка и её офигенный резонанс. Действительно, я поковырял LLC фильтр с разными нагрузками - довольно порнографично в смысле резонансов выходит

[Nick]

Nick, в любом случае - спасибо!

Всегда пожалуйста!
Может будет ещё интересно взглянуть как сделано в СЛ http://ifolder.ru/1290250 .

[Инквизитор]

На самое большое кольцо М2000НМ, что у меня есть

Найди гаммаметовское кольцо ГМ414 или ему подобное, эффект будет гораздо сильнее. К слову сказать, кроме как на сетевые фильтры, совковое аморфное/нанокристаллическое железо практически никуда не годится

[anli]

Найди гаммаметовское кольцо ГМ414 или ему подобное

Я бы рад, но у нас в деревне такое, думаю, не найти. А из Ебурга пять колец не пришлют, думаю. Разве что пять тысяч, но мне много будет Буду, конечно, иметь в виду, спасибо.

=================================

Если в качестве отправной точки возьмём такой транс на кольце, какое ещё может быть "обрамление" в зависимости от нагрузки (трансформатор линейного БП или ИБП)?

[ИГВИН]

Андрей, в Москве такое делают, точно знает Александр Бокарёв (который на АудиоПортале). Он был на этой фирме, личные контакты завязывал, и напрямую покупал сердечники.
Я могу с ним связаться и выяснить подробности - как только дашь отмашку.

[anli]

Я могу с ним связаться

Игорь, буду рад, спасибо. Только мне ж надо на попробовать чуток - пяток, скажем (или, если цена не кусается, десяток). Не уверен, удобно ли мне, и не знаю, интересно ли Александру этим заниматься при таком мизерном количестве

[Инквизитор]

Всего 4 витка на ГМ-414 ОЛ25/15-10 и уже 1мГн индуктивности. На феррите десятки микрогенри будет. Мотать только надо обмотки бифиллярно, иначе если раздельно, то неидентичность обмоток сразу превратит сердечник в осину... Проницаемость у него под сотню тыс

[anli]

Всего 4 витка на ГМ-414 ОЛ25/15-10 и уже 1мГн индуктивности. На феррите десятки микрогенри будет. Мотать только надо обмотки бифиллярно, иначе если раздельно, то неидентичность обмоток сразу превратит сердечник в осину... Проницаемость у него под сотню тыс

Ого, круто! А какую нагрузку можно подключать?

Добавлено через 32 секунды

ОЛ25/15-10

Что-то в их XLS-файле нет такого.

[Audiomaniac]

А что мешает использовать готовые сетевые фильтры? Эпкосы, мураты ипрочее.

[Инквизитор]

А что мешает использовать готовые сетевые фильтры? Эпкосы, мураты ипрочее.

Потенциально можно добиться лучшего подавления помех. У ферритов из фильтров проницаемость 10000, у гаммамета 100000. Но неправильная компоновка элементов фильтра все похерит, проверено.

[Audiomaniac]

Эпкос в своих фильтрах вроде тоже специальные материалы использует.
А как правильно компоновать? Например как рассчитывается емкость Х-конденсаторов на концах синфазника?

[Инквизитор]

Эпкос в своих фильтрах вроде тоже специальные материалы использует.
А как правильно компоновать? Например как рассчитывается емкость Х-конденсаторов на концах синфазника?

Вряд ли больше 10000, а аморф позволяет увеличить индуктивность, уменьшить проходную емкость синфазного трансформатора, да еще у него потери на ВЧ больше, так что часть помех в тепло уйдет