2024. április 25., csütörtök

Gyorskeresés

Capacitance Multiplier - A megfelelő tápszűrő

Írta: |

[ ÚJ BEJEGYZÉS ]

Audio erősítőknél fontos a kiszajú tápfeszültség, azonban a tápfeszültség értéke már kevésbé. Azon túl, hogy a stabilizátor-IC-kel szemben a kapacitásszokszorozó (vagyis cap. multi., mivel magyarul úgyse sok mindent találunk róla) jóval az audiotartomány fölött is csillapítja a zajt a tápvonalon megvan még az az előnye is, hogy nem disszipál annyi hőt, mivel a rajta eső feszültség nem függ a bemenőfeszültségtől. (A transzformátorok belső ellenállása miatt közepes terhelőáram mellett ugyanis jóval nagyobb lehet a feszültségük, mint maximális terhelés mellett, ezért a stabilizátorok hűtését rend szerint nagyra kell méretezni.) Ezért szerintem stabilizátort csak ott érdemes használni, ahol az valóban indokolt (pl. DAC-chipek tápjánál stb.).

Górcső alá vettem kicsit a CompositeAmp kapacitássokszorozóját és azt vizsgáltam, vajon érdemes-e leterhelni a szűrőjét egy ellenállással, ahogy azt sokan el szolták követni. Az jött ki, hogy amennyiben a zaj(tüske) nem haladja meg a dropout értékét, úgy nem. Különben nagyon is érdemes lehet, ennek viszont plusz feszültségesés az ára. Viszont ekkora zaj az adott erősítőnél nem juthat a tápra, mert előtte is van egy kb. 100 Hz töréspontú szűrő.

A megszokott módszeremmel ellentétben most nem hallgatóztam, hanem szimuláltam. Remélem, ezúttal hihetünk a Tina-TI-nek. Bár nagyon kézenfekvő az eredmény: ha a zajamplitúdó meghaladja a dropout-ot, akkor van baj. A másik tanulság, hogy egy szűrő megítélésekor nem elég a frekvenciamenetét szemlélni, vizsgálni kell a tranziensviselkedését is! A rövid zajtüskék ugyanis a kimenőfeszültség RMS-értékét nem növelik jelentősen, így nehéz észrevenni őket a frekvenciamenet változásában.
Változtattam a (szinuszos) zaj amplitúdóját, frekvenciáját és a terhelőellenállás értékét (a maximális 100k gyakorlatilag az ellenállás nélküli eset). Megnéztem, mi a helyzet, ha a kimeneti pufferkondit is figyelembe vesszük: így még kevésbé kell aggódnunk a terhelés hiánya miatt. Az eredményeket ld. lent!

Egy kicsit a működéséről: ez egy RC-szűrő, megfejelve egy áteresztőtranzisztorral, ami lényegében impedanciát illeszt: a szűrőn nem folyik át a tápáram, csupán a tranzisztor bázisárama, ami lényegesen kisebb (=tápáram/a tranyó áramerősítési tényezője). Ez lehetővé teszi, hogy az ellenállás értékét nagynak válasszuk, így viszonylag kis értékű kondenzátorral is alacsony törésponti frekvenciát érhetünk el. Úgy is mondhatjuk, hogy a kondit a tranzisztor elszeparálja a terheléstől, innen kapta a nevét is.
Ha az RC-osztót leterheljük egy ellenállással, akkor lényegében egy kondenzátorral szűrt ellenállásosztót kapunk a tranzisztor bázisán, így a rajta eső feszültség (dropout) nagyobb lesz: nagyobb zavartüskék elnyomására lesz képes; viszont több hőt is disszipál el. A méretezésbe itt nem mennék bele.

Említsük még meg utólag, hogy a soros regulátorok - mint ez is - csak adni (source-olni) tudnak áramot, nyelni (sink-elni) nem: ehhez elő kell őket terhelni. A CompositeAmp esetében erre egyrészt nincs szükség, mivel az erősítő soha nem jelentkezik negatív terhelésként, másrészt a passive virtual ground és az IC-k nyugalmi fogyasztása előterhelést nyújt.
Jelen áramkör kimeneti impedanciája pedig nagyságrendileg 1 ohm körül van 1Hz..1MHz között, és növekvő terhelésre csökken.

Irodalom

Noise feed-through pt2 (hogyan eresztik át a nagyfrekis zajt a háromlábú stabilizátor-IC-k)

ESP-féle cikk (általánosan használható szimmetrikus cap. multi. teljesítményerősítőkhöz)

The K Multiplier (kis kimeneti impedancia széles tartományban; nem stabilizált)

PSU for High end audio without electrolytic capacitors (kis kimeneti impedancia széles tartományban; stabilizált)

Simple Voltage Regulators (mérések)
Simple Voltage Regulators 2
Simple Voltage Regulators 2.3
Simple Voltage Regulators 3

Google: capacitance multiplier

Hozzászólások

(#1) Zoja™


Zoja™
őstag

Nem vagyok grammar nazi, de ez szemet szúrt... Mi az a capacitássokszorozó?
Vagy capacity, vagy kapacitás, de a kettőt összehozva mosolyt csalt az arcomra. :DDD :R

[ Szerkesztve ]

(#2) bkercso válasza Zoja™ (#1) üzenetére


bkercso
nagyúr

De durva! Látszik, hogy késő volt már... :DDD

Megjelentek! : MFD3 és MFA3 || bkercso HiFi készülékek: https://hardverapro.hu/aprok/hirdeto/bkercso/keres.php?search_exac=0&search_title=0&usrid=341946&buying=0

(#3) .DLL


.DLL
veterán

Ez mekkora ötlet!
Én utána néztem a működésének, de egy kezdőnek, vagy laikusnak vagy csak érdeklődőnek kiegészíthetnéd a bejegyzést a működés rövid leírásával, hogy hogyan "játssza el" egy nagyobb kapacitás szerepét a kapcsolás. :R

(P.H.)

(#4) bkercso válasza .DLL (#3) üzenetére


bkercso
nagyúr

Ok, beleírom. Bár szeretem nyitva hagyni azt, amit már rengetegen leírtak, a wikipedia világában igazán nem kunszt utánanézni annak, ami érdekel. :)

Megjelentek! : MFD3 és MFA3 || bkercso HiFi készülékek: https://hardverapro.hu/aprok/hirdeto/bkercso/keres.php?search_exac=0&search_title=0&usrid=341946&buying=0

(#5) .DLL válasza bkercso (#4) üzenetére


.DLL
veterán

Ez tény :K és nyilván azt érdekli akit érdekel a téma. :D (Mai bölcsesség rovatunk után időjárás)

[ Szerkesztve ]

(P.H.)

(#6) bkercso válasza .DLL (#5) üzenetére


bkercso
nagyúr

A cikk célja az volt, hogy leellenőrizzem, amit több cap. multiról szóló cikk sugall, hogy a dropout növelésével növelhető a szűrés hatékonysága. Egyértelműen kijött, hogy ez csak akkor igaz, ha a zajamplitúdó nagyobb a dropoutnál.
Ehhez azonban nem használhattam a frekvenciamenet-szimulálást, mivel a zajtüskék rövid időtartamuk miatt nem növelik lényegesen a kimenőfesz. RMS-értékét, így a frekvenciamenet-változásban nem látványos, amikor előbukkannak. Márpedig az ember reflexből csak frekimeneten ellenőrzi egy szűrő hatékonyságát. Most viszont tranziensvizsgálatot kellett csinálni, hogy lássam a peak to peak értékeket.

[ Szerkesztve ]

Megjelentek! : MFD3 és MFA3 || bkercso HiFi készülékek: https://hardverapro.hu/aprok/hirdeto/bkercso/keres.php?search_exac=0&search_title=0&usrid=341946&buying=0

(#7) bkercso


bkercso
nagyúr

Bővült az irodalomlista két jó cikkel. ;)

Megjelentek! : MFD3 és MFA3 || bkercso HiFi készülékek: https://hardverapro.hu/aprok/hirdeto/bkercso/keres.php?search_exac=0&search_title=0&usrid=341946&buying=0

További hozzászólások megtekintése...
Copyright © 2000-2024 PROHARDVER Informatikai Kft.