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!

[anli]

Мужики, просветите ещё. Вы в унисон про экранирование говорите. Прям секта экранировщиков какая-то

Если вернуться к нашим баранам - что можно экранировать? Единственное, что, по условиям задачи, можно, это сам синфазный фильтр (мы ж договорились, что пока сами устройства не разбираем ).

Я пробовал поймать эффект экранирования таким образом. Точно также смотрел осцом, что на зажимах акустики, а на сетевой провод осца имел 4 витка вокруг того кольца, что писал выше. Коробки подходящей у меня нет под рукой, так что просто обмотал несуразно много слоёв фольги вокруг кольца и потом всё это сжал в тугой комок, и заземлял это дело на корпус осца.

Был вынужден не использовать делитель пробника, так как милливольты совсем мелкие. В режиме 1X полоса у пробника 6MHz.

При всех этих условиях эффекта экранирования не заметил вообще.

Может, речь о сильно более высоких частотах? Типа 100MHz? В этом случае, думаю, что-то реально сделать для всей домашней аудиоцепочки просто нереально - где-то кто-то что-то схватит. Но на сколько реален вред (с учётом того, кто что схватит, тот и диссипирует ) на этих частотах?

Чтобы было поконкретней, я ещё раз уточню, в каких рамках предлагаю всё это дело рассматривать:

- двухпроводка,
- два устройства с евровилками, земли которых соединены с корпусами этих устройств,
- эти устройства соединены небалансным сигнальным кабелем (то есть корпуса устройств соединены землёй/оплёткой кабеля),
- доступа к внутренностям устройств нет,
- сигнальный кабель как-то менять, развязывать, "трансосинфазить" и т.п. нельзя.

То есть, всё что рассматриваем, это, как говорит Audiomaniac, по ТУ сторону первички (или импульсного БП).

Offтопик:

Audiomaniac, а пробовал колечки для межблочников? Помню, кажется, Леонид Зуев пробовал, и ему не понравилось. Я тоже пробовал, но разницы не заметил.

[pokos]

....Единственное, что, по условиям задачи, можно, это сам синфазный фильтр ....

Ну, синфазный фильтр не особо надо. Это если фильтр хороший хочешь, многокаскадный, то между его каскадами надо экран. Ну и весь, понятно, в коробку из жести.

У меня где-то валяется неплохой экранированный промышленный фильтр от монитора, но у него обычная буржуйская беда - кондючки на землю, она же корпус-экран. Потому и валяется.

[ИГВИН]

пробовал колечки для межблочников? Помню, кажется, Леонид Зуев пробовал, и ему не понравилось. Я тоже пробовал, но разницы не заметил.

Всё таки надо чисто ставить эксперимент.
Подозреваю, что Л.Зуев просто включил синфазную катушку в сигнальную пару, и звук стал хуже.

Я бы предложил для начала включить просто два отрезка обмоточного проводника, чтобы убедится, что сам проводник не влияет на звук.
Если не влияет - тогда уж мотать синфазнички, и делать вывод об их влиянии.
Скорее всего, как и всегда, будут и плюсы и минусы, и надо выбрать оптимум.

[Инквизитор]

Всё таки надо чисто ставить эксперимент.
Подозреваю, что Л.Зуев просто включил синфазную катушку в сигнальную пару, и звук стал хуже.

Я бы предложил для начала включить просто два отрезка обмоточного проводника, чтобы убедится, что сам проводник не влияет на звук.
Если не влияет - тогда уж мотать синфазнички, и делать вывод об их влиянии.
Скорее всего, как и всегда, будут и плюсы и минусы, и надо выбрать оптимум.

Для сигнальных синфазников надо выбирать высоколинейные ферриты, пусть даже и с небольшой проницаемостью, а вот для питающих цепейнаоборот. И намотка иначе выполняется. Для сигнальных, а также для питающих, если проницаемость сердечника очень большая - бифиллярно, для питающих цепей - на противоположных сторонах кольца, в этом случае в схему замещения добавляются еще 2 индуктивности рассеяния, давящие дифференциальную составляющую и вместе с Y кондерами и синфазную тоже. Из-за повышенного рассеяния такой фильтр надо прятать в железную коробку с перегородками между звеньями. Коробку именно железную, чтоб помеха уходила в тепло, а не переизлучалась отражаясь от стенок с входа на выход фильтра

[ИГВИН]

Макс, если сделать два звена: первое дифф, второе синфазник?
Последовательно в одной коробке с перегородкой?

[sia_2]

Макс, если сделать два звена: первое дифф, второе синфазник?
Последовательно в одной коробке с перегородкой?

Так и делают в хорошей измериловке.

[anli]

Всё таки надо чисто ставить эксперимент.
Подозреваю, что Л.Зуев просто включил синфазную катушку в сигнальную пару, и звук стал хуже.

На сколько помню (может, и путаю) - просто пропускал межблочник в ферритовое кольцо.

[Audiomaniac]

Синфазные фильтры мурата серии PLY - на одном сердечнике намотаны и синфазные и дифф. индуктивности (с секционированием). По даташиту работает до 10-20мгц.

Добавлено через 1 минуту

Audiomaniac, а пробовал колечки для межблочников?

Я уже почти все пробовал По приборам помехи снижаются. На слух результаты неоднозначные.

На самом деле пока не прояснен главный вопрос: о механизме влияния того что до первички на девайс, смысла сильно увлекаться темой подавления неизвестно чего и неизвестно зачем (но как можно сильнее), довольно мало. ;)
Самое простое, что можно придумать: попытаться увидеть во вторичных цепях питания следы тех процессов, на которые мы воздействуем, меняя то что до первички.. Мне этого пока не удалось, если не считать той помехи от ИБП, но ее наличие само по себе под вопросом из-за того, что компом измерялось.

[АЛВАЛИ]

АЛВАЛИ, я вижу Вы сильно в теме вопроса: меня давно уже интересует МЕХАНИЗМ влияния всех этих сетевых помех на схему. Ну вот допустим, у нас цап питается от небольшого трансформатора, который стоит от него в 30см, да еще и весь отсек бп отделен железной перегородкой, корпус девайса из дюраля, никакого фона, наводок от транса не видно и не слышно на выходе девайса. После транса стоит мост, банка и стабилизатор, питание совершенно чистое, т.е. по проводам питания в наше устройство также ничего пролезть не может. В тоже время, на звук сильно влияют любые манипуляции с сетевым вводом (синфазники, кондеры в параллель первичке и прочее). Как это происходит? Что при этом меняется спектр помех в первичке и вторичке мне понятно - НО КАК ЭТО ПРОЛЕЗАЕТ В ДЕВАЙС?

Сильно - я бы не сказал. Точнее, типа достаточно, в теме. На мой взгляд проблема в ВЧ помехах и их влиянии на различные усилительные тракты, которые функционально работают в этой области частот. Например
почти всегда заметно влияние ВЧ помех и на ОУ и сам ЦАП. Сами помехи могут по разному пролезать в схему. Схема на рис5 процентов на 90 уменьшает влияние штепсельных эффектов.

[Audiomaniac]

Сами помехи могут по разному пролезать в схему

Мой осциллограф позволяет обнаружить помеху частотой до 50мгц (а то больше), амплитудой примерно до 0.3-0.5мВ - во вторичных цепях питания ничего такого не видно. Поэтому вопрос "КАК и ЧТО пролезает?" остается.

[anli]

Мой осциллограф позволяет обнаружить помеху частотой до 50мгц (а то больше), амплитудой примерно до 0.3-0.5мВ - во вторичных цепях питания ничего такого не видно. Поэтому вопрос "КАК и ЧТО пролезает?" остается.

Пока АЛВАЛИ отвечает, я спекульну

Возможно, такие помехи сложно обнаружить, так как они могут быть непериодическими и/или "с малой скважностью". То есть осцом можно просто и не усечь - нужен ВЧ-самописец Например, помеха представляет какие-то короткие пачки хе..ни, которые лезут с повторяемостью 100 Hz. Осец имеет развёртку 20 нан на деление. Как такая фигня будет видна на экране? Возможно, что никак, или какое-нибудь слабозаметное размытие (особенно слабо при и так небольших уровнях). Однако, отдетектировавшись на нелинейности результат будет в звуковом диапазоне.

[Nick]

Мой осциллограф позволяет обнаружить помеху частотой до 50мгц (а то больше), амплитудой примерно до 0.3-0.5мВ - во вторичных цепях питания ничего такого не видно. Поэтому вопрос "КАК и ЧТО пролезает?" остается.

Илья, а ты где и как меряешь ?

[Audiomaniac]

Да везде, начиная с выходов стабилизаторов первичного бп (речь про цап). Подключаю щуп скопа к питанию и меряю. Все чисто. А вот если например цифровое питание самой м/с цап посмотреть - то там да, будут вполне конкретные ВЧ помехи от работы логики.
Приборы веллеман pcs500 и С1-99.

Добавлено через 4 минуты

Например, помеха представляет какие-то короткие пачки хе..ни, которые лезут с повторяемостью 100 Hz. Осец имеет развёртку 20 нан на деление. Как такая фигня будет видна на эеране?

Такие помехи элементарно видятся с включением триггера по фронту/спаду. Действительно, если поставить в питание УНЧ мост типа KBPC и не шунтировать его кондерами, можно на выходе УНЧ наблюдать замечательные пачки ВЧ-импульсов с периодичностью 100 раз в секунду.
Без триггера такое действительно можно проглядеть, быстро "пролетает" по экрану.

[anli]

Не, ну когда мы знаем, что ловить, это проще.

Audiomaniac, а такой вопрос. Помехи могут не быть постоянными, а иметь какой-нибудь суточный или иной ритм (работа предприятий, условия распространения радиоволн, часы-пик болтанья по мобильникам в праздники, ...), или вообще случайны (сосед-сварщик-любитель ). В этом смысле заметил что-нибудь?

[Audiomaniac]

Не, ну когда мы знаем, что ловить, это проще.

Ну так, ясно дело, триггер включаешь и ловишь и то что знаешь и что не знаешь
Только вот не видно ничего, а звук меняется в зависимости от того, что до первички.

В этом смысле заметил что-нибудь?

Сама по себе помеховая обстановка в доме плохая. Живет КВ-радиолюбитель с большой антенной. Некая зависимость звучания от времени суток вроде как есть, но заморачиваться этим всерьез - это уже верная шизофрения. Надо сначала попытаться решить простой вопрос - увидеть во вторичных цепях питания помехи из сети. Без этого все остальное - ерунда.

[anli]

Offтопик:

это уже верная шизофрения

Да мы тут уже давно все...

[АЛВАЛИ]

Такие помехи элементарно видятся с включением триггера по фронту/спаду. Действительно, если поставить в питание УНЧ мост типа KBPC и не шунтировать его кондерами, можно на выходе УНЧ наблюдать замечательные пачки ВЧ-импульсов с периодичностью 100 раз в секунду.
Без триггера такое действительно можно проглядеть, быстро "пролетает" по экрану.

НУ вот, вы помехи видите. "замыкание" их через конденсатор на общий провод опять ведёт к тому что они оказываются и на "земле", а далее "расползаются" и по сигнальным цепям тракта.
К вам вопрос?. В вашей схеме есть фильтры которые приведены на рисунке (рис1 рис2).

[Audiomaniac]

далее "расползаются" и по сигнальным цепям тракта

Что это значит "расползаются" ?
Если у нас сигнал снимается относительно общего провода, а конденсатор уравнивает потенциалы по ВЧ питающих цепей и этого общего провода - чего и куда и как может "расползтись" (с точки зрения закона Ома?)

вашей схеме есть фильтры которые приведены на рисунке

Фильтры я пробовал всякие. Однозначного результата нет. Улучшая звучание каких-то частей диапазона, они придают заметную окраску, что приводит к несоответствиям в передаче музыки.

[Nick]

Да везде, начиная с выходов стабилизаторов первичного бп (речь про цап). Подключаю щуп скопа к питанию и меряю. Все чисто. А вот если например цифровое питание самой м/с цап посмотреть - то там да, будут вполне конкретные ВЧ помехи от работы логики.
Приборы веллеман pcs500 и С1-99.

А ты к примеру не пробовал мерять между землёй на выходной клеме и землёй с выхода диодного моста? Или между землями усилителя и ЦАПа (если брать внутри их) ?

[Audiomaniac]

ты к примеру не пробовал мерять между землёй на выходной клеме и землёй с выхода диодного моста? Или между землями усилителя и ЦАПа (если брать внутри их) ?

Не пробовал, могу представить что НЕЧТО там будет. Но как интепретировать эти результаты, о чем они могут сказать? Вообще в измерениях между находящимися друг от друга далеко точками проводника есть большие проблемы - нужен длинный земляной хвост щупа, на который наловится дофига всего из эфира.