Виртуальная земля в усилителе для наушников

[Balbes3]

Имеются два способа создания виртуальной земли в усилителе, изолированном по питанию от источника сигнала (см. прилагаемый рисунок с упрощенной схемой).

В первом виртуальная земля общая для источника сигнала, обратной связи УМ и нагрузки. В общем-то, достаточно стандартная схема.

Второй вариант -- сигнальная земля для источника и обратной связи УМ, а отдельно -- силовая земля для нагрузки, которая по мере своих сил повторяет напряжение на сигнальной земле.

Народ на www.headwize.com пользует исключительно второй вариант (с раздельными землями) и клянется, что он лучше, но внятно объяснить почему, не может.

Я бы к числу недостатков варианта с раздельными землями отнес то, что любые искажения, вносимые усилителем силовой земли U2SignalGround, гарантированно попадают на нагрузку, т.к. УМ U2Out их просто не видит.

К недостаткам схемы с общей землей можно отнести возможность прохождения силы и сигнала по общему участку, но на практике, при соединении звездой прямо на выходе операционника (а лучше -- сначала выход на нагрузку, а уже потом сигнальные цепи), ошибка, вносимая падением напряжения будет пренебрежимо мала.

Другими словами, преимуществ схемы с раздельными землями перед схемой с общей землей (и более-менее грамотной разводкой) я лично не вижу.

Некоторые сумасшедшие идеи, которые приходят в голову: 1. Возможно, искажения, вносимые U2PowerGround и U2Out, симметричны и противоположны по знаку (при условии использования одинаковых ОУ), но я бы лично на это не надеялся -- с какой стати? 2. Возможно, это как-то связано с паразитными межобмоточными емкостями трансформатора источника питания (но, как мне кажется, это не тот случай).

Ну а теперь вопрос: почему же вариант с раздельными землями может быть лучше?

[Deniss]

Немного не в тему, но зачем вообще городить виртуальную землю?

[Костя Мусатов]

В первом варианте токи нагрузки вызывают появление ошибки удержания средней точки. Эти ошибки выделяются в виде пульсаций питания для основного операционника. У него есть коэффициент подавления пульсаций питания, который не равен бесконечности. Во втором случае, сигнальная земля не прыгает под действием больших токов нагрузки.

[Gishu]

...сигнальная земля не прыгает под действием больших токов нагрузки.

Да, уважаемый, но напряжению на нагрузке до этого нет дела...

[Balbes3]

Действительно, схема с раздельными землями немножко лучше отсеивает помехи по питанию: то, что просачивается на выход, процентов на 30 меньше, чем у первой схемы, но я бы сказал, что улучшение PSRR на 2 децибела навряд ли можно назвать заметным улучшением.

Может, последовательное включение двух инвертирующих ОУ уменьшает тепловые шумы по земле? -- по идее, они независимы, второй ОУ получает на вход шум от первого ОУ и вычитает его из своего шума; по идее, на выходе шум должен уменьшиться в корень из двух (т.е. улучшение на 3 дб).