25 octombrie 2018 de Paul McGowan

Realitate sau fictiune?

Proiectez circuite electronice de 50 de ani. A durat aproape jumătate din acest număr de ani până când am ajuns să mă pricep la importanța surselor de alimentare în circuite.

În zilele mele anterioare, m-am gândit la surse de alimentare ca majoritatea inginerilor: suplimente necesare pentru bitul foarte important care gestionează semnalul. Tot ce era necesar era să le menținem adecvate în ceea ce privește curentul și tensiunea, curate, reglementate și cu zgomot redus. Părțile importante, circuitele care contau, erau separate.

Cunoașterea și hubrisul sunt cocktailuri puternice care ne împiedică să învățăm. Trebuia să-mi scot capul din cărțile expertului și să mă aventurez în necunoscutul sălbatic în care se fac descoperiri și progrese.

Iată chestia. Sursele de alimentare și circuitele de semnal fac parte dintr-un sistem în același mod în care inima și arterele funcționează împreună: separate, dar fiecare este legată inexorabil de cealaltă.

Problema inginerilor de a înțelege acest concept este îngreunată din cauza modului în care vedem schemele. O schemă tipică separă sursa de alimentare de circuitele de semnal, încurajând astfel inginerii să le ignore ca sistem. Aruncați o privire la această schemă ca exemplu.

importanță

Ceea ce vedeți este schema semnalului. Rețineți că sursa de alimentare nici măcar nu este afișată. Mai degrabă, este implicat cu o simplă indicație de +/- 63 volți în extrema dreaptă. Dacă am avea schema completă, am avea o a doua pagină care arăta sursa de alimentare ca o diagramă separată și (aproape) fără legătură. În realitate, ele nu sunt separate, la fel ca exemplul meu de instalații sanitare circulatorii.

Când privim sursa de alimentare și amplificatorul ca pe o unitate, ne dăm seama brusc că amplificatorul este o simplă extensie a sursei de alimentare, nu invers. Supapele (fie ele tranzistoare sau tuburi) controlează fluxul a ceea ce este capabil să furnizeze sursa de alimentare. Aici, viteza sursei de alimentare, curentul, răspunsul tranzitoriu, impedanța urmăririi firelor sau a circuitelor, stocarea și recuperarea energiei și problemele de împământare joacă în calitatea a ceea ce auzim.

Deci, răspunsul dacă sursele de alimentare contează sau nu la fel de mult ca circuitele este un simplu da. La naiba da!

Despre Paul McGowan

Paul McGowan este cofondator al PS Audio („P”) și proiectează, construiește și se bucură de sunet high-end din 1974. Locuiește în Boulder Colorado împreună cu soția sa Terri și cei patru fii ai săi: Lon, Sean, Scott și Rob. Hobby-urile sale includ drumeții, schi, gătit, coacerea artizanală a pâinii. Actualul său mare proiect, altul decât să se joace cu stereo, scrie o serie de cărți numită Cronici din carbon. Cartea 1, Cronica pierdută, este o lucrare în desfășurare. Puteți vizualiza eforturile sale la http://www.paulmcgowan.com

53 COMENTARII

În majoritatea ultimilor 20 de ani am folosit amplificatoare care sunt definite de sursa de alimentare, toate modurile de comutare, UFPD Primare, Chakra Linn și sursa de alimentare PFC a Devialet. Deci cred că sunt importante.

Întrucât, în tinerețe, mi-a plăcut să proiectez surse de alimentare liniare și am dedicat mult efort, sunt foarte simpatic cu propunerea lui Paul. Aș tinde să nu fiu de acord cu el în ceea ce privește tehnicitatea. Funcția unui PS este de a oferi o tensiune constantă constantă până la un curent nominal pentru alte circuite electronice. Nu este întotdeauna ușor, dar dacă aveți un design care atinge acest obiectiv, acesta poate fi folosit pentru multe modele de amplificatoare care au cerințe similare.

Designul PS nu este întotdeauna independent de amplificatorul pe care îl furnizează. Evident, trebuie să furnizeze tensiunea și curentul corect, dar puteți proiecta în continuare pentru amplificatorul special furnizat. Detectarea supracurentului poate fi utilizată pentru a proteja PS-ul în sine, dar poate fi modificată pentru a se potrivi cerințelor amplificatorului, care ar putea avea nevoie de foldback sau de închidere pentru a-l proteja. Vechile amplificatoare cvasi-complementare de clasă AB ar putea profita de o tensiune crescută la pornire pentru a reduce bătăile difuzoarelor. Amplificatoarele de clasă D fără punte sunt sensibile la energia încrucișată a difuzoarelor care este pompată înapoi în șinele de alimentare și au nevoie de circuite pentru a compensa acest lucru. Acest lucru se face în mod normal în amplificatorul în sine, dar funcțional face parte din regulamentul PS. Acestea sunt cazuri în care PS și amplificatorul trebuie considerate ca un întreg.

Unde mă deosebesc de Paul este că cred că trebuie să dedici mai multă muncă designului amplificatorului decât celui al PS pentru a obține un sunet bun. Sunt complet de acord cu el că, fără o reglementare foarte eficientă care să corespundă nevoilor amplificatorului, sunetul va avea de suferit. De asemenea, pentru a atinge un bet noir de-al meu, dacă regulamentul este bun, atunci nu veți avea nevoie de niciunul din acele condiționări de energie neplăcute.

Chris, faci un punct foarte bun și depășește amplificatoarele. Am avut un PS Audio DAC și una dintre caracteristicile sale a fost sursa de alimentare complexă. L-am înlocuit cu un DAC proiectat britanic cu o sursă de alimentare complexă similară.

În ceea ce privește puterea de intrare, semnalul unității mele spune: „Sursa de alimentare nu este afectată de rețea ... Este universală și este compatibilă cu toate sursele de rețea: 90-240Vac - 50/60Hz. … Este protejat automat de anomalii, inclusiv supratensiuni, scufundări și suprasarcini. La nivel practic, gama funcțională este extinsă și mai mult până la 50 - 270Vac

40/70 Hz, producând ... oriunde în lume. ” Sursa de alimentare este de departe cea mai mare componentă din întregul sistem - amplificatorul de clasă A pe care îl alimentează are dimensiunea unui card SD. Mai mult, sursa de alimentare a fost proiectată de cineva din și în beneficiul industriei telecomunicațiilor, înainte de a trece la industria audio. Ca consumator non-expert, m-aș aștepta ca un dispozitiv audio care necesită curent electric să funcționeze optim și să ofere nivelul de protecție necesar atunci când este conectat la perete. Presupun că motivul pentru care majoritatea dispozitivelor nu o fac este costul.

Am un server de extragere realizat de o companie de calculatoare care a venit cu un smps. Când am sugerat să obțin un lpsu extern, au râs și au spus că ar fi o pierdere completă de bani.

Evident, vizualizările variază în interiorul și în afara industriei cu privire la ceea ce este necesar pentru o performanță optimă.

Sunt credincios!
Cu câteva luni în urmă, sursa de alimentare s-a stins pe consola noastră de mixare. Out tech a înlocuit un condensator mare în sursa de alimentare, iar noul sunet a fost uimitor ... uimitor de silențios. Nu-mi amintesc că consola a fost atât de liniștită în 20 de ani ... în ziua în care am instalat-o.

Există întotdeauna locuri în care căutăm pentru a obține un sunet mai clar. Întotdeauna obstacolele pe care dorim să le dăm peste și cercurile prin care să trecem pentru a obține un sunet mai bun. De cele mai multe ori are legătură cu „puterea” .

Bună postare, Paul! Complet de acord.

Un condensator electrolitic mare sau un banc de condensatori poate fi un filtru excelent la 60 hz, dar nu foarte bun la frecvențe mult mai mari. Remedierea este ieftină și ușoară. Purtați-le cu un condensator de mică valoare în paralel și va scoate orice zgomote parazite cu frecvență mai mare pe care electroliticii nu le.

Multumesc pentru raspunsul tau. Nu sunt sigur dacă vorbim despre același lucru, totuși . acesta nu este un amplificator, ci alimentează consola noastră de mixare. Nu a existat o problemă de 60 de cicluri (le rezolvăm cu mult timp în urmă la priza de curent). Dar hei, eu nu sunt un tehnician ... Vă pot pune în legătură cu tehnologia noastră și el vă poate spune ce a fost ... Vă pot spune că a fost mare și costisitor și a funcționat mai bine decât ceea ce era înainte. 🙂

Zgomotul parazitic cu frecvență mai mare poate fi o problemă pe care condensatorii electrolitici mari nu o pot rezolva. Această adăugare simplă și ieftină ar putea rezolva aceste probleme. Doar spuneam.

În majoritatea site-urilor frecventate de DIY-uri există criteriul afirmat de dvs. ca fapt cert.

Dar într-o zi m-am consultat pe acest subiect, (dorind să încorporez în MC-2300 mici condensatoare by-pass în paralel cu capacele principale) cu Departamentul de Inginerie al Laboratorului McIntosh, despre care știm cu toții că sunt în domeniul amplificatorilor din anul 1948, iar șeful de proiectare mi-a spus că, dacă ar fi găsit vreo îmbunătățire cu utilizarea capacelor By-pass, le-ar fi încorporat cu mult timp în urmă. (MC-2300 meu a venit de la fabrică cu 4 capace de 39.000 uF, și astfel continuă la recomandarea producătorului)

Înțeleg că producătorul are un laborator audio complet pentru a face o astfel de declarație. Având în vedere cât de scumpe sunt dispozitivele acestei fabrici, nu cred că creșterea marginală a prețului datorită utilizării capacelor de by-pass ar putea fi semnificativă, dacă la încorporarea lor ar fi verificat o îmbunătățire decisivă.

Nu cred că DIY-urile au mijloacele tehnice necesare pentru investigații mai aprofundate pe acest subiect, altele decât urechile lor, ceea ce transformă problema într-o subiectivitate.

Consider că acesta este un caz similar cu controversa utilizării în diferite circuite audio, așa-numitele capace de tip boutique. (ultra scump)

Ei bine, aceasta este doar experiența mea, deoarece nu proiectez amplificatoare.

În primul rând sunt inginer electricist. În al doilea rând, am întâlnit această problemă pe teren. În al treilea rând, acest tip de zgomot devine o problemă numai în anumite circumstanțe și este posibil să nu fie foarte des, dar atunci când se întâmplă, poate fi înnebunitor să se remedieze dacă nu știi cum. Nu am primit această soluție de pe un site DIY.

Sunteți de acord cu inginerii McIntosh.

Folosindu-le de autoformatori, cu siguranță aceste by-pass nu sunt necesare, deoarece acestea acționează ca filtre naturale de înaltă frecvență.

Nu am spus în niciun moment că ați obținut informațiile de pe site-urile DIY, am sugerat doar ca dvs. și ei să fie de acord cu acest punct, ceea ce este adevărat.

Ceva pe care poate doriți să-l luați în considerare ... Dacă consola dvs. are într-adevăr o vechime de 20 de ani, probabil că lucrați încă cu o sursă de alimentare analogică. Ar putea avea sens să îl actualizați la o sursă de alimentare cu mod de comutare.

Avantajele sunt multe, dar cele mai mari două sunt tensiuni foarte bine reglate și zgomot absolut nul de 60 sau 120 Hz.

Sunt total de acord cu acest lucru. Sunt destul de norocoasă să am un prieten care să-i facă propriul echipament stereo. A modificat în mod constant sursele de alimentare din echipamentul său. Ascult schimbările pe măsură ce le face în sistemul său de acasă. Fiecare modificare a sursei de alimentare produce îmbunătățiri notabile.

Celălalt aspect referitor la sursele de alimentare este că schimbarea la o sursă de alimentare externă pare să producă întotdeauna îmbunătățiri. În prezent am prietenii mei amplificator și preamplificator. Atât preamplificatorul, cât și amplificatorul erau unități unice care au fost ulterior modificate pentru a avea surse de alimentare exterioare. Preamplificatorul a fost primul, ceea ce a dat rezultate excelente. Amplificatorul a fost schimbat ca un experiment pe care l-am inițiat eu. După preamplificare, m-am întrebat de ce amplificatoarele nu au surse de alimentare exterioare. Pare puțin ciudat, dar sună grozav. Nu sunt sigur dacă îmbunătățirea provine din separarea fizică sau faptul că spațiul suplimentar pe care îl oferă o sursă de alimentare externă permite un machiaj mai puternic. Cel mai probabil ambele. Sunt surprins că o sursă de alimentare externă nu este mai obișnuită în audio de ultimă generație.

O bună parte din întreaga mea carieră de 50 de ani, începând cu primul meu loc de muncă, a fost dedicată surselor de alimentare de mai multe tipuri și distribuției de energie electrică. Am cheltuit mai mult de zeci de milioane de dolari din banii altor oameni decât pot conta. Proiectez și construiesc aceste sisteme pentru aplicații industriale. În cea mai mare parte proiectez în jurul produselor deja fabricate, deși în rare ocazii le-am conceput eu. De asemenea, îmi dau seama de probleme și defecte de proiectare în aceste sisteme și le remediez ... dacă pot fi reparate. În caz contrar, acestea trebuie înlocuite. Dar cunoștințele mele ajung doar la 15.000 de volți. Dacă ar fi până la 500.000 de volți, aș putea obține un loc de muncă excelent plătit oriunde în Statele Unite și aș începe să lucrez mâine.

Dintre toate instrumentele industriale și științifice pentru care am proiectat sisteme de alimentare cu energie electrică, niciunul dintre ele nu a necesitat un aparat de condiționare de tipul pe care un regenerator de alimentare îl alimentează echipamentelor audio de acasă. Toate funcționau perfect cu sursele de alimentare încorporate în ele. Aceasta este sarcina surselor lor de alimentare, pentru a rezolva problemele pe baza proiectării lor și pentru a compensa anomaliile pe care le poate avea puterea de utilitate care afectează unele echipamente audio de consum. Sursele de alimentare ar trebui să fie probabil cea mai scumpă parte a sistemelor electronice audio de ultimă generație. Când echipamentul respectiv costă în sute de dolari, puteți înțelege câteva dintre scurtările și inadecvările acestora. Dar când sunt în mii, zeci de mii și chiar sute de mii de dolari, nu există nicio scuză pentru inadecvările lor. Nu numai că ar trebui să poată rezolva fiecare problemă pe care o rezolvă un regenerator de putere, ci și alte probleme cu care ar trebui să poată face față. Că nu arată un motiv pentru care electronica audio de înaltă calitate pentru consumatori este o valoare slabă pentru bani. Nu sunt doar amplificatoare de putere, ci toate componentele electronice ale unui produs audio de înaltă calitate.

Sursele de alimentare în sine nu sunt științe rachete. Dar în rețelele complexe de distribuție a energiei, inclusiv în rețelele de distribuție a energiei electrice și în rețelele critice pentru misiune care nu pot fi lăsate să eșueze, acestea pot fi extrem de dificil de analizat, iar defectele pot fi foarte arcane.

„Dar cunoștințele mele urcă doar la 15.000 de volți”.

LAUGH OUT LOUD. Remarcabil. Unde altundeva ai putea găsi aceste lucruri - cu excepția internetului mondial?

Nu-mi vine să cred că Pavel este dispus să dedice o parte din timpul său prețios acestui efort, știind ce fel de exemple de, uh, geniu este probabil să întâmpine.

„Cunoașterea și hubrisul sunt cocktailuri puternice care ne împiedică să învățăm.” Bună linie Paul. Aș putea adăuga cuvântul „anterior” chiar înainte de cunoaștere, deoarece noile învățări devin cunoaștere. Blog grozav.

Orice inginer electric care nu aleargă în mod constant speriat nu are suficiente cunoștințe pentru a-și da seama câte variabile nu știe despre asta care să-l poată ucide. După ce fumul se curăță, toată lumea este un expert și știe exact unde a greșit inginerul. Probabil că există încă un argument despre cum și de ce s-a prăbușit podul FIU din Florida.

Mă întreb dacă circuitele de semnal sunt întotdeauna legate la pământ într-o oarecare măsură în cadrul componentelor sau sunt întotdeauna plutite pentru a evita buclele de masă.

Anul trecut am instalat o centrală electrică DC Tyco de 800 amperi și 50 volți. Avea trei motive. O masă de siguranță AC NEC, o masă gigantică de semnal DC și o masă cadru DC.

Simțul comun dictează ca circuitele audio să fie izolate de linia de alimentare din motivul pentru care citați ... bucle de masă. Din acest motiv, sursa de alimentare include izolația transformatorului care permite plutirea pământului DC intern al dispozitivului.

In orice caz; într-un dispozitiv bine conceput veți găsi atât semnalul, cât și terenurile de curent continuu care acoperă adesea mai mult de jumătate din aria plăcilor de circuite. Veți găsi, de asemenea, terenuri RF în zone sensibile în care condensatoarele și granulele ferite blochează EMF să pătrundă în intrările de circuit.

Când conectați două dispozitive împreună, terenurile plutitoare sunt unite prin cabluri, asigurându-vă că toate terenurile sistemului sunt la același potențial.

Pentru dispozitivele extrem de sensibile, cum ar fi platourile, există adesea un cablu de împământare separat, care asigură platoul rotativ, iar amplificatoarele împărtășesc un teren comun cu masa de curent alternativ în cablurile lor de alimentare.

Așadar, este destul de sigur să spunem că împământarea și ocolirea sunt aproape o afacere încheiată ... cel puțin în ceea ce privește calitatea bună.

O mică corecție ...

„... Asigură platoul rotativ și amplificatoarele împărtășesc ...”

„… Asigură platoul rotativ și distribuția șasiului amplificatorilor ...”