Separarea pământului în amplificator
În unele amplificatoare de putere, un rezistor de rezistență mică este inclus în circuitul de împământare.
Pentru ce este?
Amplificatorul ideal, reprezentat de teoria amplificatoarelor, este prezentat în Fig. 1. Un semnal de intrare este aplicat la intrare, iar la ieșire în fiecare moment al timpului o tensiune este setată mai mare decât la intrarea Ku ori, unde Ku este factorul de amplificare al amplificatorului.
Fig. 1. Amplificatorul ideal.
În astfel de amplificatoare, circuitele de intrare și ieșire sunt separate - sunt circuite complet diferite și nu sunt conectate în nici un fel. Sursa de semnal închide circuitul de intrare și circuitul de ieșire care constă dintr-o sursă de alimentare (cu energie electrică și anume ACESTEIA portantă furnizate) și regulatorul (este necesar să se stabilească tensiunea de sarcină dorită) - în sine. Astfel de amplificatoare există și, în principiu, pot fi realizate dintr-un amplificator "obișnuit" prin includerea unui transformator de semnal pe intrarea și / sau ieșirea acestuia. Dar sursa de energie și sarcina au în mod necesar un punct comun, acesta este un punct important.
În realitate, este mult mai convenabil să aveți un fir comun pentru întregul dispozitiv, și chiar comun pentru mai multe dispozitive. Apoi, toate tensiunile din toate punctele din circuit pot fi măsurate (și aplicate) în raport cu acest fir comun. Acest principiu de proiectare este foarte convenabil, are multe avantaje și, prin urmare, este folosit mai mult decât foarte larg. Sincer vorbind, nu am putut veni cu un număr de circuite existente într-un amplificator modern modern, dacă nu ar exista un fir comun în el - "pământ". Și dacă există un fir comun pentru toate circuitele amplificatorului, atunci atât circuitul de intrare cât și circuitul de ieșire - ambele trebuie să fie conectate la acest fir comun, Fig. 2. Acest fir comun este conectat, din mai multe motive, la corpul dispozitivului.
Fig. 2. Un amplificator care are un fir comun pentru toate circuitele.
În teorie, acest fir comun, arătat în Fig. 2 linii roșii, nimeni nu comite nimic. Pur și simplu egalizează potențialul circuitelor de intrare și ieșire. Adică, din punct de vedere al ingineriei electrice, conductorul de intrare inferior și conductorul inferior de ieșire sunt egale cu zero (în raport cu firul comun). Circuitele de intrare și ieșire rămân independente, fiecare funcționează cu tensiunile și curenții săi, care nu pot ajunge de la un circuit la altul. În Fig. 3 arată că curenții circuitelor de intrare și ieșire sunt independenți, prin urmare nu curge curent prin secțiunea AB a conductorului de masă.
Fig. 3. Curenții circuitelor de intrare și ieșire sunt independenți și nu au niciun efect reciproc.
De ce vorbesc atât de mult despre asta? Pentru că voi deconecta aceste noi zone de intrare și ieșire.
Din păcate, totul este atât de bun doar pe hârtie.
În realitate, peste secțiunea AB, conectarea circuitelor de intrare și ieșire, curentul poate curge:
1. Nu există intrare separată și ieșire separată în amplificatorul real. În ea, multe elemente diferite "însoțesc" semnalul de la început până la sfârșit. Curenții acestor elemente pot curge prin secțiunea AB și nu este nimic de făcut. În acest caz, ei încearcă să grupeze curenții astfel încât acelea care sunt mai relevante pentru circuitul de intrare din punctul A și cele care aparțin circuitului de ieșire să curgă la punctul B.
2. Instalare nereușită. Alimentarea cu energie electrică este în mod necesar conectată la tensiunea de ieșire (putere). Și are întotdeauna un curent de sarcină. Dacă instalarea nu reușește, acest curent de încărcare poate intra în circuitul de intrare sau îl poate afecta.
3. Curentul prin secțiunea AB poate fi creat de alte unități ale amplificatorului. Acest lucru va fi discutat mai în detaliu mai târziu.
Ce este în neregulă este faptul că prin secțiunea AB din Fig. 3 va fluxul curent?
1. Deoarece rezistența secțiunii AB nu este egală cu zero, atunci conform legii lui Ohm, pe ea apare o tensiune (zgomot), proporțională cu curentul care curge. Și această tensiune de interferență este adăugată la tensiunea de intrare a semnalului amplificat.
Un exemplu de formare a unei bucșe de împământare este prezentat în Fig. 4.
Fig. 4. Un exemplu de formare a unei bucle de pământ.
În acest caz, cel puțin două perturbații intră în intrarea amplificatorului de putere:
1. Zgomot care circulă de-a lungul bucșei de pământ.
2. Interferența cauzată de curentul de alimentare care curge de la punctul D1 la punctul C. În mod ideal, curentul sursei de alimentare a preamplificatorului trebuie să curgă de-a lungul acestei căi: D1-C1-C. Dar există și un alt mod pe alte fire: D1-D-A1-B-C. Al doilea mod este paralel cu primul, rezistența firelor este mică, deci curentul curge.
Cum să facem acest lucru? Cea mai ușoară cale ar fi revenirea la circuitul original în care nu există cablu AB (sârmă A1-B1 în figurile 4 și 5), iar intrarea este separată de ieșire. Dar este imposibil - amplificatorul este proiectat pe baza faptului că toate lanțurile au același potențial de sol. Și dacă firul din secțiunea AB nu este rupt, ci "parțial"? În decalaj vom include un rezistor cu o rezistență mică de 1 ... 2 ohmi, dar această rezistență este de zeci de ori mai mare decât rezistența firului pe care l-am rupt. Principalul lucru este de a lega firul de împământare în așa fel încât solul circuitelor de intrare să rămână atașat la intrare, iar solul circuitelor de ieșire este atașat la ieșire. Ie astfel încât rezistența inclusă în circuitul de masă să nu afecteze funcționarea circuitelor amplificatoare, Fig. 5. Ce se va întâmpla apoi?
Fig. 5. Ruperea bucla de la sol printr-un rezistor.
Punctul de comutare al rezistenței de împământare este selectat astfel încât să nu curgă curent special prin acesta. Apoi, tensiunea de pe acest rezistor este egală cu zero, iar potențialul de intrare și de ieșire de teren (pe capetele din stânga și din dreapta ale circuitului rezistor) va fi la fel. Adică, pământul rămâne, așa cum era, și rezistența lui rămâne zero. Asta este, munca amplificatorului nu se rupe. Pe de altă parte, rezistența bucla de pământ va crește, iar curentul de interferență de-a lungul acestuia nu va circula. Da, iar curentul care curge de la punctul D1 la punctul C, merge la sursa de alimentare la sol prin punctul C1, iar amplificatorul de putere nu curge. În plus, (aceasta este, de asemenea, un punct important), rezistor pamantesc - este o barieră pentru amestecarea împreună de intrare și ieșire curenților: Previne acești curenți să circule într-un alt lanț.
Aceasta este descrierea mea de funcționare a rezistenței pământului este foarte simplist. De fapt, totul este mai complicat și nu atât de minunat cum arată la prima vedere. Una dintre cele mai mari probleme este să alegeți punctul în care puteți rupe fără durere solul amplificatorului. O altă problemă - dacă brusc prin acest rezistor va avea loc unele curent străine (de exemplu, cauzată de o instalare nereușită, compuse nereușită unități amplificator împreună sau prin alte motive), căderea de tensiune pe rezistor de pământ va fi (relativ) foarte mult - mult mai mult decât ar fi fost fără el. Și toate problemele cu interferența în circuitul de intrare vor crește de mai multe ori. De aceea este folosit rareori un rezistor de împământare. Și nu întotdeauna disponibilitatea este benefică. În amplificatorul meu pe cipul TDA7294 există o astfel de rezistență. În cadrul acestei scheme, a fost posibilă separarea cu succes a terenurilor de intrare și ieșire. Și aproape întotdeauna, un rezistor de pământ beneficiază. Dar, uneori, oamenii care au colectat acest Amperi meu, scrie că operațiunea rezistor de excepție pământ îmbunătățit amplificator (ușor de îndepărtat din schema lui nu poate fi - rupt conexiunile electrice dacă este necesar, pentru a elimina rezistor, atunci este înlocuit cu un jumper).
Vreau totuși să termin cu o notă pozitivă: cu o utilizare corespunzătoare, un rezistor de pământ ajută foarte mult la amplificator în ansamblul său la maxima calității sunetului pe care îl poate oferi acest amplificator.
Fig. 6. Spectrul semnalului și zgomotului la ieșirea amplificatorului fără separarea terenului.
Fig. 7. Spectrul semnalului și zgomot la ieșirea amplificatorului cu terenuri de separare.
Trimiteți-le prietenilor: