Чи може аудіосхема живитись від джерела живлення переключеного режиму?

Більшість аудіосхем живлять великі важкі трансформатори та невелику пульсацію після розгладження. SMPS є меншими та ефективнішими. EMI може бути захищений металевим корпусом і вихід фільтрується для придушення шуму.

Особливо там, де влада буде подальше регулювання. Чому джерела живлення з переключеним режимом не використовуються в аудіосхемах, наприклад. підсилювачі потужності, і які поліпшення можна зробити, щоб SMPS відповідав аудіо схемі?

Дозвольте трохи ознайомитись із собою… Я професійно працюю в аудіоіндустрії більше 14 років. Я створив схеми для більшості великих про-аудіо компаній, однієї аудіофільної компанії та кількох аудіокомпаній споживачів. Справа в тому, що я побував і багато знаю про те, як робиться аудіо!

SMPS можна і використовувати для аудіосхем! Я використовував їх від чутливих мікрофонних підсилювачів до величезних підсилювачів потужності. Насправді для великих підсилювачів потужності вони є обов'язковими. Як тільки підсилювач отримує понад пару сотень ват, то джерело живлення має бути надзвичайно ефективним. Уявіть, що тепло, вироблене потужністю 1000 Вт, якщо його джерело живлення було лише 50% ефективним!

Але навіть у менших масштабах ефективність SMPS часто має багато сенсу. Якщо аналогова схема розроблена належним чином, аналогова схема відхиляється від шуму від джерела живлення і не впливає на звуковий шум (дуже сильно).

Для цих програм, чутливих до шуму, ви можете виконати гібридний підхід. Скажімо, у вас є АЦП, який вимагає + 5В. Ви можете використовувати SMPS для генерації + 6 В, а потім лінійний регулятор над низьким рівнем шуму, щоб знизити це до + 5 В. Ви отримуєте більшу частину переваги SMPS, але низький рівень шуму лінійного регулятора. Це не так ефективно, як просто SMPS, але це компроміси.

Але потрібно пам’ятати… SMPS для аудіоприкладних програм повинен бути розроблений з урахуванням звуку. Звичайно, вам знадобиться краща фільтрація на виході. Але вам також потрібно мати на увазі інші деталі. Наприклад, при дуже низькому струмі SMPS може перейти в щось, що називається "режим розриву" або "переривчастий режим". Зазвичай SMPS буде перемикатися з фіксованою частотою, але в одному з цих режимів комутація стане дещо нестабільною. Така нестабільна поведінка може підштовхнути вихідний шум до смуги звукових частот, де його важче фільтрувати. Навіть якщо SMPS зазвичай перемикається на частоті 1 МГц, коли в одному з цих режимів ви могли отримати шум 10 КГц. Контроль того, як це відбувається, залежить від конструкції мікросхеми, яку використовує блок живлення. У деяких випадках ви не можете контролювати це.

Деякі люди виступають за використання лише лінійних джерел живлення для аудіо. Хоча лінійні поставки менш шумні, у них є багато інших проблем. Тепло, ефективність та вага є найбільшими. На мою думку, більшість людей, які проповідують лише лінійні запаси, або дезінформовані, або ледачі. Дезінформовані, оскільки вони не знають, як поводитися з комутаційними джерелами, або ліниві, тому що їм неважливо навчитися проектувати надійні схеми. Я розробив достатню кількість звукових передач із SMPS, щоб довести, що це можна зробити без особливого болю.

Підсилювач класу D - це комутаційний блок живлення. Вони є більш поширеними в наші дні і можуть мати досить хороші характеристики. Аудіошколи можуть зморщити ніс, коли їм кажуть, що підсилювач класу D або має джерело живлення комутації всередині, але подібну річ важче виявити при належному подвійному сліпому тесті. В аудіо світі може бути важко відокремити науку і вимірювані результати від релігійної віри.

Короткий:

• SMPS широко використовується в багатьох аудіосистемах.

• У дуже орієнтованих на ентузіастів цільових системах може бути кращим постачання трансформаторів на основі заліза через такі нюанси, які є настільки прекрасними, що їх можна виявити лише або заявити, що їх виявляють справжні прихильники.

SMPS регулярно використовується для живлення аудіосхем у багатьох програмах. Більшість вітчизняних аудіоапаратур, ймовірно, використовують SMPS.

Системи верхнього кінця для аудіофілів можуть використовувати "залізні трансформатори" через фактичні та або сприйняті переваги. Усунення шуму для джерел трансформаторів на 50 Гц добре зрозуміло, більша частина шумової енергії знаходиться на низьких частотах, кратних основній частоті, що дозволяє відхилити її методами частотного фільтра, якщо бажано приголомшливо високий рівень відхилення. Основний виняток - це, мабуть, діодний перемикаючий шум, спричинений поточними піками, коли діоди ведуть на піку форми змінного струму, і це може бути значно зменшено за рахунок поширення резисторів та загалом хорошої конструкції.

SMPS зазвичай використовують комутаційні частоти в діапазоні від 50 кГц до приблизно 2 МГц і, як правило, в діапазоні декількох сотень кілограмів Герц. Ці НЕОБХІДНО ще більше відфільтровані, ніж ніж низькочастотний шум, але рівень відхилення схеми підсилювача зменшується зі збільшенням частоти і часто буде набагато гірше на рівні понад 100 кГц порівняно з 10 кГц.

Чи добре продумане постачання SMPS може спричинити суттєвий вплив на якість аудіосистеми вищого класу, відкрите для обговорення - і на цю тему відкрито багато дискусій. Але якщо користувачі думають, що SMPS МОЖЕ бути гіршим за традиційне постачання та / або якщо постачальники заявляють, що вони є чи можуть бути або що тести прослуховування підтвердили, що вони є, то "сучасний матеріал" може бути програшним порівняно з залізом вуглецеві запаси - незалежно від того, якою може бути реальність.

Блоки живлення комутації все частіше використовуються у багатьох програмах. Звичайно, аудіо-програми розміром з настінними бородавками використовують комутатори так само часто. Я думаю, що головним фактором, що обмежує прийняття комутаційних пристроїв в історії, є той факт, що хоча більшість аудіосистем не проходять через дуже високі (наприклад, понад 100 кГц) частоти, що нагадує корисний спосіб, наявність таких частот на вході до Етап звуку може спричинити спотворення у виході. Особливо у конфігураціях підсилювача зворотного зв’язку відхилення шуму від джерела живлення краще на низьких частотах, ніж на високих частотах. Отже, високочастотний шум при подачі однієї аудіоступіни може викликати спотворення в наступній аудіоступі. Хоча шум 60 Гц сам по собі був би набагато чутнішим, ніж 100 кГц,

Я впевнений, що з часом перемикачі стануть більш розповсюдженими в аудіо передачі, хоча інерція маркетингу може запобігти тому, щоб це відбувалося так швидко, як це було б ідеально з чисто технічної точки зору. Якщо клієнти асоціюють великі незграбні трансформатори з якісним звуковим механізмом і бачать більш рентабельних виробників, що використовують комутатори, вони можуть сприймати перемикачі як «дешеві», особливо якщо врахувати, що деякі пристрої чудово звучать із звуковими бородавками на основі трансформаторів на 60 Гц розсипчастий, коли живиться дешевими бородавками на перемиканні режиму, які мають однакові характеристики.

Дешеві серійні джерела живлення в режимі комутації (SMPS) з поганою фільтрацією та поганим відхиленням EMI / RFI погіршили репутацію SMPS в аудіо-світі Hi-Fi. Знадобиться кілька високоякісних SMPS у високотехнологічному обладнанні для подолання завданої шкоди. Але немає вагомих причин, чому SMPS не можна використовувати для живлення аудіосхем, великих і малих.

Багато аудіокомпаній високої діапазону зараз використовують SMPS з різних причин, не всі, але в основному через

• (A) Вага залізних трансформаторів з сердечником / міддю
• (B) Ефективність зв'язку між обмотками {тобто втрати потужності}
• (C) Фактична вартість міді в ці дні

Кожен, хто коли-небудь працював із системами ПА з високою потужністю, буде знати, що підсилювач більшої потужності (від 600 Вт до 1 КВ і вище зараз є загальним) важкі та великі за розмірами, щоб вписатись у ваш стандартний дорожній кейс.

Стандартні лінійні джерела живлення подають все, що перевищує плюс і мінус напруги на рейці 75 і більше "Фіксовано". Будь-яка "потужність" від живлення, що не використовується, "скидається" в радіатор.

Наприклад, підсилювач потужністю 1 кіловат, який працює лише на 10%, втратить більше енергії, ніж тепло, ніж той самий підсилювач, який працює на 90%.

Деякі небагато виробників аудіо скористалися цим і використовують схему детектування входу для зміни вихідної напруги джерела живлення, щоб лише забезпечити необхідний рівень рейок живлення за необхідності. Перемикання між 4 і 10-кратною частотою звуку (будь-які артефакти HF можна легко відфільтрувати, відфільтрувавшись від джерела постійного струму)

Це швидке перемикання варіює вихідну напругу від, скажімо, плюс і мінус 30 В для сигналів низького рівня, до плюс і мінус 90 В (або вище, залежно від конструкції FET / Транзистора). Через ефективність SMPS це значно знижує вартість і вагу підсилювача, оскільки вже не існує великих грудочок сталі і міді, які навколо себе затягнуті, а також немає величезних радіаторів з алюмінію, щоб розвіяти великі втрати потужності або ці великі вентилятори потрібно перенести достатню кількість повітря навколо них.

Якщо погано фільтрується, жодне "джерело живлення" не повинно впливати на якість звуку будь-якого підсилювача, будь то лінійний або цифровий. Напруга - це напруга; плоскі та пульсаційні без будь-якого виду: після цього саме конструкція підсилювача визначає шум та спотворення