Bir ses devresine anahtarlamalı bir güç kaynağı tarafından güç verilebilir mi?

Çoğu ses devreleri, düzleştirmeden sonra büyük, ağır transformatörler ve küçük bir dalgalanma ile beslenir. SMPS daha küçük ve daha verimlidir. EMI, metal bir mahfaza ile korunabilir ve çıkış, gürültü önleme için filtrelenebilir.

Özellikle gücün daha fazla düzenleneceği yer. Neden ses devrelerinde kullanılan anahtarlamalı güç kaynakları kullanılmıyor? güç amplifikatörleri ve SMPS'nin bir ses devresine uyması için ne gibi gelişmeler yapılabilir?

Size kendimden biraz bahsedeyim ... Ses endüstrisinde 14 yıldan fazla bir süredir profesyonel olarak çalışıyorum. En büyük ses-pro-prodüksiyon şirketleri, bir audiophile şirketi ve çeşitli tüketici ses şirketleri için devreler tasarladım. Mesele şu ki, etraftaydım ve sesin nasıl yapıldığı hakkında çok şey biliyorum!

SMPS ses devreleri için kullanılabilir ve kullanılır! Onları hassas mikrofon pre-amp'lerinden büyük güç amplifikatörlerine kadar kullandım. Aslında, daha büyük güç amplifikatörleri için zorunludurlar. Bir amplifikatör birkaç yüz watt'ı aştığında, güç kaynağının süper verimli olması gerekir. Güç kaynağı sadece% 50 verimli olsaydı 1000 watt amper tarafından üretilen ısı düşünün!

Ancak daha küçük ölçekte bile, bir SMPS'nin verimliliği çoğu zaman büyük anlam ifade eder. Analog devre düzgün tasarlanırsa, güç kaynağındaki gürültü analog devre tarafından reddedilir ve ses gürültüsünü (çok fazla) etkilemez.

Gürültüye duyarlı bu uygulamalar için hibrit bir yaklaşım yapabilirsiniz. Diyelim ki + 5v gerektiren bir ADC'niz var. + 6v üretmek için bir SMPS, daha sonra bunu + 5v'ye getirmek için süper düşük gürültülü bir doğrusal regülatör kullanabilirsiniz. SMPS'den en çok faydalanabilirsiniz, ancak doğrusal regülatörün düşük gürültüsü. Bir SMPS kadar verimli değildir, ancak bunlar takaslardır.

Ama akılda tutulması gereken bir şey ... Ses uygulamaları için bir SMPS ses düşünülerek tasarlanmış olması gerekir. Elbette çıktıyı daha iyi filtrelemeniz gerekir. Ancak diğer detayları da aklınızda tutmanız gerekecektir. Örneğin, çok düşük akımda SMPS "patlama modu" veya "süreksiz mod" olarak adlandırılan bir şeye girebilir. Normalde bir SMPS sabit bir frekansta değişecektir, ancak bu modlardan birinde anahtarlama biraz düzensiz hale gelecektir. Bu düzensiz davranış, çıkış gürültüsünü filtrelemenin daha zor hale geldiği ses frekans bandına itebilir. SMPS normalde 1 MHz'de değişiyor olsa bile, bu modlardan birinde 10 KHz gürültü elde edebilirsiniz. Bunun nasıl olduğunu kontrol etmek, güç kaynağının kullandığı çipin tasarımına bağlıdır. Bazı durumlarda kontrol edemezsiniz.

Bazı insanlar ses için yalnızca doğrusal güç kaynaklarını kullanarak savunurlar. Doğrusal malzemeler daha az gürültülü olsa da, başka birçok sorunu var. Isı, verimlilik ve ağırlık en büyüğüdür. Benim düşünceme göre, lineer malzemeleri vaaz eden insanların çoğu yalnızca yanlış biçimlendirilmiş veya tembeldir. Yanlış bilgilendirildi çünkü anahtarlama sarf malzemelerini nasıl kullanacaklarını veya tembelleri nasıl kullanacaklarını bilmiyorlar çünkü sağlam devrelerin nasıl tasarlanacağını öğrenmeyi umursamıyorlar. Çok fazla acı çekmeden yapılabileceğini kanıtlamak için SMPS ile yeterli ses donanımı tasarladım.

D sınıfı bir amplifikatör , anahtarlamalı bir güç kaynağıdır. Bunlar bugünlerde daha yaygın ve oldukça iyi özelliklere sahip olabilirler. Odyoforlar, bir amplifikatörün D sınıfı olduğu veya içinde bir anahtarlama güç kaynağına sahip olduğu söylendiğinde burunlarını buruşabilir , ancak böyle bir şeyin uygun bir çift kör testinde tespit edilmesi daha zordur. Ses dünyasında, bilimi ve ölçülebilir sonuçları dini inançtan ayırmak zor olabilir.

Kısa:

• SMPS birçok ses sisteminde çok kullanılmaktadır.

• En üst seviye meraklıları hedeflenen sistemlerde, yalnızca gerçek meraklılar tarafından tespit edilebilecek veya iddia edilebilecekleri iddia edilen çok ince farklılıklar nedeniyle demir özlü trafo bazlı bir arz tercih edilebilir.

SMPS, birçok uygulamada ses devrelerini çalıştırmak için düzenli olarak kullanılır. Çoğu yerli ses cihazı muhtemelen SMPS kullanmaktadır.

Odyofiller için üst uç sistemler, gerçek ve veya algılanan faydalar nedeniyle "demir transformatörleri" kullanabilir. 50 Hz'lik trafo bazlı sarf malzemeleri için gürültü azaltmanın iyi anlaşıldığı gibi, gürültü enerjisinin çoğu, şaşırtıcı derecede yüksek reddetme seviyelerinin istenmesi durumunda çentik süzme teknikleri tarafından reddedilebilmesini sağlayan ana frekansın bir katı olan düşük frekanslardadır. Başlıca istisna, muhtemelen diyotlar AC dalga formunun zirvesinde hareket ettiğinde mevcut tepe noktalarının neden olduğu diyot anahtarlama gürültüsüdür ve dirençler ve genel olarak iyi tasarım yayma yoluyla bu büyük ölçüde azaltılabilir.

SMPS tipik olarak 50 kHz ila yaklaşık 2 MHz aralığında ve genellikle birkaç yüz kiloHertz aralığında anahtarlama frekansları kullanır. Bu SHOULD , düşük frekanslı gürültüden daha kolay bir şekilde filtrelenmelidir, ancak amplifikatör devresinin reddetme seviyeleri artan frekansla azalır ve genellikle 10 kHz'e kıyasla 100 kHz'in üzerinde çok daha kötü olacaktır.

İyi tasarlanmış bir SMPS kaynağının bir üst uç ses sisteminin kalitesini önemli ölçüde etkilemekten daha sorumlu olup olmadığı tartışmaya açıktır ve bu konuda çok fazla tartışma başlatılmıştır. ANCAK kullanıcılar SMPS'in geleneksel bir tedarikten daha kötü olabileceğini ve / veya tedarikçilerin olduklarını ya da olabileceğini söylemesi durumunda ya da dinleme testlerinin doğru olduğunu onayladıysa, “modern malzeme” demire kıyasla kaybeden olmakla yükümlüdür. Özlü malzemeler - gerçeğin ne olduğuna bakılmaksızın.

Anahtarlama güç kaynakları, birçok uygulamada giderek artan oranda kullanılmaktadır. Kesinlikle duvar siğiline sahip ses uygulamaları, anahtarlayıcıları olmadığı kadar sık ​​kullanıyor. Geçiş kaynaklarının benimsenmesini sınırlayan temel bir faktörün, çoğu ses sisteminin çok yüksek (örneğin 100KHz'in üzerinde) frekanslardan yararlı bir modaya benzer herhangi bir şeyden geçmemesine rağmen, bu tür frekansların girişinde bir ses aşaması çıkışta bozulmaya neden olabilir. Özellikle geri besleme-yükseltici yapılandırmalarında, güç kaynağı gürültüsü reddi düşük frekanslarda yüksek frekanslardan daha iyidir. Sonuç olarak, bir ses aşamasının beslenmesinde yüksek frekanslı gürültü yapmak için sonraki ses aşamasında bozulmaya neden olmak kolaydır. Her ne kadar 60Hz gürültü tek başına 100KHz’den çok daha fazla duyulabilir olsa da,

Zamanlayıcılarla ses donanımlarında daha yaygın hale geleceğinden eminim, ancak pazarlama ataleti tamamen teknik bir bakış açısından ideal olabileceği kadar hızlı gerçekleşmesini önleyebilir. Müşteriler büyük tıknazlı trafoları kaliteli ses ekipmanları ile ilişkilendirir ve şalter kullanan daha uygun maliyetli üreticileri görürlerse, özellikle 60Hz-trafo tabanlı duvar tipi duvar sesleri ile iyi ses veren bazı cihazların ses çıkarması durumunda şalterleri "ucuz" olarak algılayabilirler aynı nominal özelliklere sahip ucuz anahtarlamalı duvar siğilleri tarafından desteklendiğinde ufalanır.

Kötü filtreleme ve kötü EMI / RFI reddetme özelliğine sahip, ucuz seri üretilen Anahtar Modu Güç Kaynakları (SMPS), Hi-Fi ses dünyasında SMPS'nin itibarını artırdı. Yapılan hasarın üstesinden gelmek için üst düzey ekipmanlarda bazı üst düzey SMPS'ler gerekecektir. Ancak SMPS'nin büyük veya küçük ses devrelerine güç sağlamak için kullanılamamasının iyi bir nedeni yoktur.

Birçok yüksek bantlı ses şirketi şimdi SMPS'yi çeşitli nedenlerden dolayı kullanıyor, ama hepsi değil

• (A) Demir çekirdek / bakır sargı transformatörlerinin ağırlığı
• (B) Sarımlar arasında eşleşmenin etkinliği {yani güç kaybı}
• (C) Bugünlerde gerçek bakır maliyeti

Yüksek güçlü PA sistemleriyle daha önce çalışmış olan herkes, daha büyük olan amplifikatörün (şimdiki 600W ila 1Kw ve üstü yaygın) standart raf montajı yol kasalarınıza uyacak şekilde ağır ve büyük olduğunu bilecek.

Standart lineer güç kaynakları, 75 ve üzeri “Sabit” artı ve eksi ray gerilimlerinden herhangi bir şey sağlar, kullanılmayan beslemeden gelen herhangi bir 'güç' soğutucuya "düşürülür".

Örneğin, sadece% 10'da çalışan 1 kilovatlık bir amplifikatör,% 90'da çalışan aynı amplifikatörden daha fazla enerji kaybeder.

Bazı az sayıda ses üreticisi bu avantajdan yararlandı ve güç kaynağının çıkış gerilimini sadece gerektiği kadar gerekli besleme rayını sağlayacak şekilde değiştirmek için giriş tespit devresini kullandı. Ses frekansının 4 ila 10 katı arasında geçiş (herhangi bir HF eseri, DC beslemesinden kolayca filtrelenebilir)

Bu hızlı anahtarlama, çıkış voltajını düşük seviye sinyaller için artı ve eksi 30V'den artı ve eksi 90V'a (veya FET / Transistör tasarımına bağlı olarak) değiştirir. SMPS'nin veriminden dolayı, bu, yükseltici çeliğin artık büyük bir çelik toplaması olmadığından, aynı zamanda büyük güç kayıplarını ya da büyük fanları dağıtmak için büyük alüminyum soğutucuların olmadığı için amplifikatörün maliyetini ve ağırlığını büyük ölçüde azaltır. Etraflarında yeterince hava kaydırmak için gerekli.

Kötü filtrelenmediği sürece, hiçbir "güç kaynağı", herhangi bir amplifikatörün ses kalitesi üzerinde doğrusal veya dijital olmasına etki etmemelidir. Bir voltaj bir voltajdır; her türlü düz ve dalgalanma: bundan sonra gürültü ve distorsiyonu belirleyen amplifikatörün tasarımı