Вопросы заземления аудиотехники, индикация наличия напряжения между землей и массой
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Чт, 16/04/2020 - 11:23
К созданию темы побудило следующее обстоятельство.
У меня есть аудио усилитель, который питается через "маленькую" вилку без заземляющего контакта. При подключении к нему устройств в динамиках зачастую появляется фон, причем уровень фона не зависит от положения регулятора громкости.
Сигнальная земля и шасси устройства между собой не соединены.
Было замечено, что если соединить заземляющий контакт розетки (т.е. тот контакт, который к усилителю вообще не походит) с:
- шасси - фон увеличивается,
- сигнальной землей - фон практически полностью исчезает.
В этой связи возникла идея заменить провод питания на аналогичный, имеющий заземляющий провод (и, соответственно, нужный контакт в вилке). Возникает вопрос: куда и как подключить этот заземляющий провод.
1. Только к сигнальной земле - наиболее очевидный, исходя из имеющейся практики, вариант.
2. Только к шасси - вариант, исходя из практики, явно неприемлемый.
3. К соединенным вместе сигнальной земле с шасси.
4. Предусмотреть ручную коммутацию - здесь, опять же, возникают вопросы.
Ручная коммутация, по моему разумению, может понадобится в случае, когда к усилителю будут подключаться устройства, уже заземленные посредством заземляющего контакта розетки (думаю, отсутствие такого провода в усилителе конструкторы сделали именно из этого соображения). Вопросы при ручной коммутации те же, что сформулированы выше, только появляется:
5. Отдельно (двумя разными тумблерами) коммутируются к заземлению сигнальная земля и шасси.
Причем, в случае ручной коммутации вариант 5 охватывает все возможные случаи(*) но усложняет работу с устройством.
(*)Примечание: два дополнительных частных случая:
- подключение шасси возможно только при подключенной сигнальной земле,
- подключение шасси и сигнальной земли происходит независимо.
Возникают и вопросы безопасности. В частности, раз разработчики не предусмотрели заземления, значит, чем-то они руководствовались. Опять же, дополнительное соединение чего-то с чем-то теоретически увеличивает вероятность возникновения КЗ.
И в этой связи возникает идея: как-то индицировать наличие напряжения между контактами, что может свидетельствовать о запрете коммутации. Например, если разница напряжений больше 1 В, включается светодиод, говорящий о нецелесообразности коммутации. Проблема в том, что устройство индикации должно работать в широком диапазоне напряжения от сотых долей до сотен вольт. Ну и вообще не очевидна необходимость такой коммутации. А может, запрет на коммутацию должен быть автоматически. Например, усилитель при подаче питания включается в отсутствие коммутации между указанными типами земли, а в результате анализа напряжения коммутация может быть включена посредством реле через какое-то время (например, через секунду).
Хотелось бы выслушать соображения по целесообразности такой переделки, ее безопасности, выбору конкретного варианта и нужности индикации.
Соображение одно. Всю слаботочную аналоговую часть поместить в силуминовую закрытую коробку типа https://www.chipdip.ru/product/g0123 . Заземлить коробку можно на точку минуса блока питания. Вообще полезно пучком толстых проводов каждый блок от точки с максимальной массой, или земляной областью на платах соединить с одной и той же точкой блока питания. Эта точка и должна быть заземлена. В идеале не на землю из розетки, а честный штырь.
Здесь всё очень сильно зависит от схемотехники блоков питания и усилителя и аудио-устройств, подключаемых к нему. "старая" аудиотехника всегда имела БП в виде тороидального тр-ра в отдельной коробке и никогда не заземлялась и работала идеольно.
Видимо я плохо описал проблему.
Сам по себе усилитель не фонит.
При подключении к нему устройств с батарейным питанием - не фонит.
При подключении устройств с сетевым питанием и без заземления - появляется заметный фон.
При заземлении сигнальной земли - фон исчезает.
При заземлении шасси - фон усиливается.
Вопрос: представляет ли опасность постоянное подключение сигнальной земли к заземлению? Насколько это вообще по феншую? И если это правильно, то почему этого не сделали разработчики? А если неправильно, как сделать, чтобы было и правильно, и не фонило?
PS. Трансформатор питания усилителя Ш-образный. У подключаемых устройств - импульсный.
Вопрос: представляет ли опасность постоянное подключение сигнальной земли к заземлению? Насколько это вообще по феншую? И если это правильно, то почему этого не сделали разработчики? А если неправильно, как сделать, чтобы было и правильно, и не фонило?
PS. Трансформатор питания усилителя Ш-образный. У подключаемых устройств - импульсный.
Заземление, это в смысле защитное? В принципе опасности никакой нет, ведь по феншую любая "земля" соединяется с шасси (корпусом устройства), а тот в свою очередь с защитным заземлением. А насчет импульсного БП, может лучше от него избавиться и поставить трансформаторный? Мощность мизерная в габаритах Вы не лимитированы. И еще вариант запитаться от БП усилителя. В схемах импульсных БП чаще всего стоит небольшой кондючок между выходным земляным проводом и сетью. Емкость там небольшая, но для звукотехники может подложить подлянку.
А насчет импульсного БП, может лучше от него избавиться и поставить трансформаторный?
Да, где-то у меня завалялся блок питания 9 В в вилке. Почти как китайский, но внутри - трансформатор, мост и конденсатор. Еще, в отличие от китайских, разъем 5.5х2.1 имеет обратную полярность - центральный минус.
Плохо только то, что у него напряжение холостого хода более 14 В, а при номинальной нагрузке падает до 7 В. Об уровне пульсация я даже не говорю.
Но надо будет попробовать с точки зрения уровня фона.
Попробуйте два конденсатора поставить по входу аудиосигнала: между левым каналом и общим и между правым каналом и общим. Керамику, начните с 0,1мкф и попробовать в сторону уменьшения/увеличения номинала. При уменьшении номинала - шумы должны увеличиваться, при увеличении номинала в какой то момент шумы уйдут, но если слишком высокий будет, то тогда верхние частоты у сигнала будут резаться. Так что надо золотую середину найти.
Была такая же проблема, когда встраивал в колонку блютус, а сам блютус питал от импульсника от зарядки.
Да, где-то у меня завалялся блок питания 9 В в вилке. Почти как китайский, но внутри - трансформатор, мост и конденсатор. Еще, в отличие от китайских, разъем 5.5х2.1 имеет обратную полярность - центральный минус.
Плохо только то, что у него напряжение холостого хода более 14 В, а при номинальной нагрузке падает до 7 В. Об уровне пульсация я даже не говорю.
Высокое напряжение на ХХ не проблема. Поставить на выходе стабилизатор только не импульсный, а аналоговый. Ну а пульсации убираются электролитом пожирнее.
Да, где-то у меня завалялся блок питания 9 В в вилке. Почти как китайский, но внутри - трансформатор, мост и конденсатор. Еще, в отличие от китайских, разъем 5.5х2.1 имеет обратную полярность - центральный минус.
Плохо только то, что у него напряжение холостого хода более 14 В, а при номинальной нагрузке падает до 7 В. Об уровне пульсация я даже не говорю.
Есть серийный отечественный блок питания в вилке: БПС1 9-0,5 Он трансформаторный и стабилизированный. Я своему перепаял полярность на выходе, чтобы центральный контакт был "+", заклеил штатную маркировку, чтобы не путала и использую его в случаях, когда есть существенная аналоговая часть. Наибольший минус - цена не гуманная.
Попробуйте два конденсатора поставить по входу аудиосигнала: между левым каналом и общим и между правым каналом и общим. Керамику, начните с 0,1мкф и попробовать в сторону уменьшения/увеличения номинала... но если слишком высокий будет, то тогда верхние частоты у сигнала будут резаться. Так что надо золотую середину найти.
Ну, прежде чем что-то пробовать, я предпочитаю сначала посчитать.
При характерном входном сопротивлении 100 кОм и емкости 0.1 мкФ частота среза составит... аккурат 16 Гц. Т.е. "резаться" будут не только верхние частоты, а весь звуковой диапазон целиком.
Да, где-то у меня завалялся блок питания 9 В в вилке. Почти как китайский, но внутри - трансформатор, мост и конденсатор. Еще, в отличие от китайских, разъем 5.5х2.1 имеет обратную полярность - центральный минус.
Плохо только то, что у него напряжение холостого хода более 14 В, а при номинальной нагрузке падает до 7 В. Об уровне пульсация я даже не говорю.
Есть серийный отечественный блок питания в вилке: БПС1 9-0,5 Он трансформаторный и стабилизированный. Я своему перепаял полярность на выходе, чтобы центральный контакт был "+", заклеил штатную маркировку, чтобы не путала и использую его в случаях, когда есть существенная аналоговая часть. Наибольший минус - цена не гуманная.
У меня какой-то ноунейм. Возможно даже - тоже китайский, только гораздо более старый - на обычном трансформаторе без стабилизатора. Написано только 9 V 0.5 А. Покупал в обычном магазине электроники, причем, сравнительно недавно, может, год-два-три назад. Как начал заниматься Ардуиной, накупил кучку импульсных на Али: 5В, 9В и 12В. Так вот, цена этого в отечественном магазине была того же порядка, что и на Али, т.е. меньше 200 р. Почему, собственно, я на него и польстился. Но измерив напряжение под нагрузкой и без, отложил в ящик (вместе с китайскими). А сегодня вытащил и проверил:
- питание от аккумулятора - нет фона,
- питание от импульсного БП - есть фон,
- питание от трансформаторного БП - нет фона.
Т.е. не зря я его все-таки покупал.
Но меня не отпускает наблюдение, что, если соединить сигнальную землю усилителя с заземлением розетки, фон также исчезает. Пока думаю заменить шнур усилителя на трехпроводной с трехконтактной вилкой и установить тумблер, который бы соединял сигнальную землю с заземлением. Чтобы можно было использовать как с источником сигнала на импульсном БП, так и с заземленным источником сигнала.
Ну, прежде чем что-то пробовать, я предпочитаю сначала посчитать.
При характерном входном сопротивлении 100 кОм и емкости 0.1 мкФ частота среза составит... аккурат 16 Гц. Т.е. "резаться" будут не только верхние частоты, а весь звуковой диапазон целиком.
до конденсатора что, стоит последовательный резистор в 100к?
до конденсатора что, стоит последовательный резистор в 100к?
Я понимаю, что сейчас даже в слаботочных цепях используется очень низкое выходное сопротивление, но обычно такие каскады не способны работать на аналогичную по сопротивлению нагрузку из-за ограничения на перегрузочную способность.
Да, верха, конечно, не срежутся. Более того, высоких частот станет гораздо больше - за счет гармоник.
да, хз срежут -не срежутся, надо конечно учитывать как выходное сопротивление предыдущего каскада, так и входное последующего.
фонит -то на какой частоте, 100 Гц?
Фон - явно гармоники 50 (или 100) Гц. На слух - именно гармоники, низкочастотной составляющей почти нет.
на входном электрлите ибп (300в) имеет место пульсация 100 Гц, которую цепь ос бп как-то обрабатывает, но всегда что-то все одно лезет на выход, однако это проявляется не только в чистом виде, но и в виде шим модуляции, откуда и должны возникать гармоники 100 Гц.
Китайцы часто экономят на величине емкости входного электролита, желательно не менее 2мкф на ватт выходной мощности ибп.
Экономят и на выходном диф дросселе и на выходных емкостях и их типах, т.е. все эти дешевые китайские ибп, требуют внимательнейшего рассмотрения и доработки, когда помехи уровня 5-10 мВ существенны для аппаратуры.
похоже длинная земля, было такое, передвижку ТВ подключали, заземлили в месте установки передвижки, звук по кабелю РВЧС, ТВ по коаксиалу, полез немыслимый фон на звук, пришлось одну сигнальную линию заземлить, перевели с симметричной на несимметричную, фон конечно остался немного, но это было лучшее, что экспромтом можно было придумать, так как прогон уже пошёл )))