A tápzaj forrásai

A tápzaj alapvetően három forrásból származhat: magából a tápegységből és a tápvezetékek térrel való elektromágneses kölcsönhatásából (antennázás, szórt induktivitás). És mi maradt ki? Az, hogy az erősítőnk végfokozata (más néven kimeneti buffer) terhelést hajt, ami által a tápvonalon felvett árama ingadozik.

Ez egyrészt hat a tápegységre, amelynek tápfeszültsége így ingadozik; másrészt a tápvezetékek ellenállása és induktivitása miatt a változó áramerősség azokon változó feszültséget ejt (az Ohm-törvény értelmében). Ráadásul a hajtott terhelés a legtöbb esetben dinamikus hangszóró, vagyis reaktív jellegű: nem a kimenőfeszültség ütemében terheli a végfokot (mintha egy utánfutót egy rugós vonórúddal húznánk…).

Ha a végfokot és az azt meghajtó OPÁ-t közös tápvonalról tápláljuk, akkor bizony ez utóbbi tápzaj jelentősen beleszól az OPA hangminőségébe. Ha azonban az OPA tápját elszűrjük a buffer tápjától, kevésbé hat rá ez a hiba. Sajnos erről rendkívül ritkán lehet olvasni.

És még szóljunk egy kevéssé ismert előfordulásáról a tápsín induktivitása okozta tápzajnak! Ugyebár ezt az ún. hidegítéssel (power rail decoupling) küszöböljük ki: kondenzátort teszünk az erősítő (OPA és buffer) táplábaihoz. Mindezt általában több fokozatban: nagyobb frekvenciák ellen kisebb értékűt és az eszközhöz közelebb helyezve. Ennyit még szokás tudni, mert ezt leírják az ilyen témájú cikkekben.

Valamikor csak a differenciális módus ellen használnak hidegítést: ezt nehéz elrontani, a két tápláb közé kell kötni a kondit. Amikor azonban mindkét táplábra teszünk kondenzátort, akkor csak azt szokás hangsúlyozni, hogy ezeket rövid vezetékkel kössük a fördre (ha van, a ground plane-re). Fontosabb azonban, hogy egymással is a lehető legrövidebb úton legyenek összekötve, különben még differenciális hidegítésként sem tudnak megfelelően működni, mivel a köztük lévő vezetéknek induktivitása van! Ez pár cm-en pár 10 nH, ami a gyakran használatos 100 nF-os kapacitásértékkel pár MHz-en rezonál: ez még az audio célú opák működési tartományába is beleesik!

Nézzünk erre egy negatív példát a 2. ábrán! (Ezt amúgy egy olyan cikkből vettem, amiből sokat tanultam és jó cikknek tartok; csak ha valaki esetleg ráismerne.) A helyzet iróniája, hogy a cikkben szereplő tápegység több alkatrészből áll, mint az általa táplált erősítő, mégis részben elrontják a dolgot a fentiek helytelen alkalmazásával. A táplábakra akasztott 100 nF-os kondik mindegyike a földre megy, így egymással sorba kötve adják a differenciális módusú szűrőt (a két tápláb között). Ez eddig rendben van. Viszont pirossal berajzoltam a kettő közti hurkot, ami igen hosszú. Gondoljuk meg: ezek mentén bárhová tehetnénk a kondikat, nem érezné meg az áramkör a változást!

2. ábra. Helytelen táphidegítés hosszú vezetékekkel, vagyis nagy szórt induktivitással. A hidegítőkör 0,1 MHz körül rezonál, míg az IC-k sávszélessége 13 MHz és 140 MHz…

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!