» » » Умножитель ёмкости в фильтре блока питания усилителя класса "A". Давим пульсации и фон

 
 
 

Умножитель ёмкости в фильтре блока питания усилителя класса "A". Давим пульсации и фон

📆10.10.11 🙋Datagor 👀69 567 💬33

Доступен датагорский кит на базе рассмотренного в статье прототипа!
Забирайте на нашей Ярмарке: Сделай сам Project-6(F) «POWER FILTER».
Модуль питания (max 12V 0.5A) на основе умножителя ёмкости


Часто случается, что паяльщики обращаются к схемотехнике УЗЧ класса «А» с целью добраться до «того самого, офигительного звука», будь это классические усилители Джона Линсли-Худа, Нэльсона Пасса или множества вариантов из Сети, например наш Project-3 «Symphonic Alfa».
К сожалению, при этом не все самодельщики принимают во внимание, что усилители класса «А» требуют использования источника питания с очень низким уровнем пульсаций. А это приводит к непобедимому фону и последующему разочарованию.

Фон — неприятная штука, почти метафизическая. Слишком много причин и механизмов возникновения. Методов борьбы описано тоже много: от правильной прокладки проводов до изменения схем.
Я сегодня хочу обратиться к теме «кондиционирования» питания УЗЧ. Будем давить пульсации!

Австралийская схема

Предлагаемая схема фильтра очень проста и не является ни секретом ни новинкой. Полистайте старые книжки и наверняка найдете её. В зарубежных источниках схема обычно называется «умножитель ёмкости», «фильтр с умножителем ёмкости» (Capacitance Multiplier).
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!

Тех, кто пожелает разобраться с темой досконально, отправляю к подробной статье Рода Эллиотта
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!


А тем, у кого руки уже потянулись к паяльнику, коротко скажу, что эквивалентом такого фильтра послужил бы конденсатор ёмкостью приблизительно равной ёмкости конденсатора в базе транзистора, умноженной на коэффициент передачи транзистора.
Т.е. мы получим около 1 Фарада (миллион мкФ!) при h21 транзистора = 1000 и конденсаторе 1000 мкФ.

Выбираю дарлингтон. Схема v.2

Среди современных дарлингтоновских транзисторов легко найти вариант с высоким коэффициентом передачи, подходящий по мощности, вольтажу, типу проводимости. Поэтому для своего варианта фильтра я решил взять один готовый дарлингтон, а не городить его из двух обычных транзисторов, как в схеме Эллиота. Кроме того мне требовалось только одно положительное плечо.

Эти неловкие каракули — мой первый опыт использования CAD-пакета EAGLE wink



Мне приглянулся дарлингтон BDW93C от ST: отличные характеристики (см. даташит внизу), невысокая цена, удобный корпус TO-220. Транзистор был добыт и с успехом проверен в деле. Этот простейший фильтр на BDW93C работает замечательно, давит пульсации и соответственно фон, очень эффективно.

GoldSmith + Symphonic + Умножитель емкости БП

Достаточно сказать, что применение фильтра позволило воплотить изначально задуманное объединение питания наших ЦАПа и ушника в классе «А» (GoldSmith + Symphonic). Т.е. можно использовать один штатный малогабаритный трансформатор ЦАПа для питания обоих устройств.

Правильная печатка

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!

Желающим попробовать идею на практике предлагаю печатку, рассчитанную на установку некоторых элементов с наших Проджектов. В прочих случаях можно применить любые подходящие трансформаторы и радиаторы.
Размер печатки 115×50 мм. Печатка разведена в пакете EAGLE с учетом требований, изложенных в статье Эллиотта.

Объем переделок в P-3, P-1

Итак, снимаем с платы ЦАПа трансформатор, а с платы ушника — ненужный более стабилизатор 7812 и радиатор. Собираем фильтр, проверяем, включаем, мерим. В зависимости от положения подстроечного резистора разница между входным и выходным напряжением фильтра может составить несколько Вольт.

Подаём питание на ЦАП (ноги конденсатора С1 — 2200 мкФ) и на ушник (ноги конденсатора С18 — 470 мкФ) свитыми проводами с выхода фильтра.
Мерим и устанавливаем выходное напряжение под нагрузкой. Я себе выставил 9,5 В при входном напряжении ок. 11,7 В.
Радиатор при работе тёплый, но очень далек от критического нагрева.

Соединяем сигнальные выходы ЦАПа с переменным резистором и входами ушника нетолстым экранированным проводом. Экран должен быть плотным, сплетенным. Длинна неэкранированных концов не более 10 мм.

Результат

Вот и всё. Отныне имеем питание от мелкого штатного трансика и полное отсутствие вредного влияния пульсаций: ни фона, ни шума, ни «гммм», ни «хссс», ни «псс» и полная тишина при отсутствии сигнала.
Заметьте — это прямо в уши, ведь слушаем наушниковый усилитель.

Описанный фильтр конечно можно применить и для УЗЧ в классе «АВ» (необходимо увеличить ёмкости — см. статью Эллиотта) или для двухполярного БП и пр.
Друзья, всем удачи! drinks

Файлы

Схема и печатка в формате EAGLE. Угощайтесь, тут бесплатный свежий EAGLE.
ОБНОВЛЕНО! datagor-power-filter.zip 🕗 19/08/19 ⚖️ 98,34 Kb ⇣ 4

Даташит дарлингтона BDW93C
bdw93c.7z 🕗 10/10/11 ⚖️ 61,12 Kb ⇣ 325

Архив упомянутой статьи Рода Эллиотта
capacitance-multiplier-power-supply-filter.7z 🕗 10/10/11 ⚖️ 139,07 Kb ⇣ 434
Игорь Котов (Datagor)
Россия, Сибирь, г.Новокузнецк
Профиль Datagor
Основатель, владелец и главный редактор Журнала практической электроники datagor.ru.
Founder, owner and chief editor of datagor.ru.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрил 91 читатель.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Доработанный вариант малошумящего двухполярного источника питания... Здравствуйте, коллеги! Размещаю дополнение к статье «Малошумящий двухполярный блок питания для...
Схема на Датагоре. Новая статья Фильтр питания на полевом транзисторе для лампового усилителя... Фильтр на полевом транзисторе для лампового усилителя давно и заслуженно пользуется популярностью у...
Схема на Датагоре. Новая статья Сетевой фильтр с контролем правильности подключения к питающей сети для усилителя звуковой частоты... Берегись бед, пока их нет (пословица) Встретил недавно земляков – радиолюбителей и получил заказ....
Схема на Датагоре. Новая статья Схемка в блокнот. Реле времени на КМОП микросхемах... Иногда возникает необходимость отключать (или включать) нагрузку по истечении определенного...
Схема на Датагоре. Новая статья Уверенный старт для вентилятора ПК на пониженном питании... При необходимости дополнительного охлаждения радиаторов приходится использовать вентиляторы....
Схема на Датагоре. Новая статья Транзисторный фильтр питания с высоким КПД для аудиоаппаратуры... При создании прибора для ремонта телевизоров мне потребовался регулируемый источник питания 30-300...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой Soft-start для усилителя мощности ЗЧ... Это простое приспособление позволяет повысить надежность УМЗЧ и уменьшить помехи в сети в момент...
Схема на Датагоре. Новая статья Определение ёмкости конденсатора по цифровой маркировке из трёх знаков... Цифровая маркировка используется уже довольно давно. На малогабаритных конденсаторах чаще всего она...
Схема на Датагоре. Новая статья Девятый Дзен Нельсона Пасса. Усилитель класса "А" (Nelson Pass Zen 9)... Впервые по русски! Усилитель «ZEN 9» Автор Нельсон Пасс (Nelson Pass) ВведениеПри создании...
Схема на Датагоре. Новая статья Усилитель "The Naked Amp" на 3-х транзисторах... Этот усилитель я собрал 4 месяца назад на работе из того, что было под рукой. Название усилителя...
Схема на Датагоре. Новая статья Аналоги отечественных и зарубежных транзисторов. Справочник. Петухов В. М.... Издательство "РадиоСофт", 2002г., 320 стр. В настоящем справочнике приведены перечни различных...
Схема на Датагоре. Новая статья Усилитель TL082 + UTC2030 с виртуальной массой... Идея приготовить самодельный усилитель из того, что имеется под рукой родилась неожиданно, когда...
 

Общаемся по статье 💬

«Умножитель ёмкости в фильтре блока питания усилителя класса "A". Давим пульсации и фон»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<

Orin

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 11-10-11, 0:49.
Ответить
  • С нами с 25.03.2010
  • 15 комментариев
  • 0 публикаций
 
Отличная статья, спасибо.
Как раз товарищ попросил сделать ему блок питания для нескольких педалей, будем пробовать)

<

andrew_spb

Андрей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 2 от 11-10-11, 11:56.
Ответить
  • С нами с 21.02.2009
  • 131 комментарий
  • 2 публикации
 
Благодарю! Все новое - хорошо забытое старое.. про умножитель емкости помню... но дешевизна и распространение крупных емкостей ввергли его в забвение. Незаслуженное, я думаю.

<

koan51

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 3 от 11-10-11, 13:21.
Ответить
  • С нами с 18.03.2010
  • 60 комментариев
  • 5 публикаций
 
Хорошая статья.
Для транзисторных схем как правило применяются электронные стабилизаторы поэтому с фоном там нет проблем.
А вот в ламповых конструкциях для фильтра анодного напряжения - незаменимая штука.
Для напряжения 200-350v я использую кт809 (что есть под рукой), усиления хватает.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 4 от 11-10-11, 16:21.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 214 комментариев
  • 273 публикации
 
Цитата: koan51
Для транзисторных схем как правило применяются электронные стабилизаторы поэтому с фоном там нет проблем.

Это далеко не всегда так. Если Вы имели ввиду серию 78хх и иже с ней, то подавление пульсаций для приведенного мной примера (класс А) не достаточное.
В нашем конкретном случае 10'000мкФ в фильтре + 7812 (настоящий ON Semicon) не решали проблему.

<

yrk

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 11-10-11, 18:14.
Ответить
  • С нами с 10.09.2009
  • 19 комментариев
  • 0 публикаций
 
А что если убрать С 3 и заменить на С 4 удвоенной емкостью, и на эту же печатку можно будет "посолидней" радиатор поставить. Или не...

<

inter02

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 12-10-11, 2:58.
Ответить
  • С нами с 13.10.2009
  • 101 комментарий
  • 3 публикации
 
если вместо Дарлингтона поставить полевик , эффект ещё лучше будет.
правда, резисторами "поиграться " надо.
вот только полевки на разные проводимости не совсем одинаковые. поэтому в двух полярных схемах подобных фильтров их практически не применяют.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 7 от 12-10-11, 3:55.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 335 комментариев
  • 30 публикаций
 
Раз пошла такая пьянка, выскажу своё частное мнение.
Схему еще любят называть "электронный дроссель", хотя это для ламповых усилителей. Часто советуют превратить её в стабилизатор, но не всё однозначно. Схема сглаживает пульсации, но не стабилизирует выходное напряжение. И в этом есть резон. Напряжение в сети может "гулять", при стабилизаторе надо обеспечить запас вход-выход заметно больше, чем у этого сглаживателя, а поскольку в классе А потребляются амперы, НАГРЕВ транзисторов стабилизатора будет гораздо больше т.к. напряжение на базе у стабилизатора фиксированное, а у сглаживателя оно ПЛАВНО понижается при понижении напряжения после моста.

Эта схема тоже требует настройки - по минимуму пульсаций на выходе при минимальном нагреве транзисторов. Надо (под штатной нагрузкой!) подключить к выходу осциллограф и регулировкой R12 (по первому рисунку) убрать пульсации с небольшим запасом. Если нет осциллографа, подключить через ёмкость вход усилителя (осторожно т.к. пульсации м.б. в несколько Вольт) и настраивать на слух.
Полевики в данном случае (при низких напряжениях) нежелательны, кроме того надо усложнить выпрямитель т.к. напряжение затвор-исток должно быть 4 В и более. Полевики хороши, если требуется очень плавное нарастание напряжения (десятки секунд), а это надо только лампам.

Схема имеет полное право на жизнь, она работает и имеет лУчшие импульсные параметры, чем у компенсационных стабилизаторов .

Здесь очень желательны диоды Шоттки из-за больших токов, для уменьшения нагрева. Одного не составного транзистора будет мало т.к. коэфф. усиления будет много меньше.
***
Собирал я Лаконик, там другие напряжения и токи, но схема та же, убрал лишнее напряжение 50 Вольт - это до хрена. Фона нэт, совсэм нэт, абсолютно, мой осциллограф не видит пульсаций анодного напряжения. Транзистор bu931zp, в нём уже есть защитные диоды и резисторы утечки, но при малых ламповых токах в 50 мА его усиление уже не 1000, а только 50!! Усиление 500...1000 у него для токов 1...5 А.

P.S. Игл, конечно, хорошо, но большинство привыкло к спринту, для таких простых схем его хватает с избытком.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 8 от 12-10-11, 8:30.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 214 комментариев
  • 273 публикации
 
Цитата: yrk
убрать С 3 и заменить на С 4 удвоенной емкостью, и на эту же печатку можно будет "посолидней" радиатор поставить

Юра, а еще хорошо бы статью разок прочитать.
:cool:
Написано: "...предлагаю печатку, рассчитанную на установку некоторых элементов с наших Проджектов. В прочих случаях можно применить любые подходящие трансформаторы и радиаторы..."
Т.е. печатка так сделана специально, Вы можете сделать как нравится, ПОД ИМЕЮЩИЕСЯ У ВАС ДЕТАЛИ.
"Радиатор при работе тёплый, но очень далек от критического нагрева." - нужды в гигантском радиаторе здесь нет. Если Вы будете строить фильтр для другой нагрузки - будете смотреть по месту. Возможно Вам и транзистор/транзисторы другие потребуются.

Chugunov, спасибо за отзыв.
Я адресовал статью НАЧИНАЮЩИМ (см. рубрику), поэтому не упоминаю осциллограф, а пишу, как настроить и что падения 2 Вольт вполне достаточно применительно к упоминаемому серийному трансформатору и конкретной нагрузке. Т.е. то самое "по минимуму пульсаций на выходе при минимальном нагреве транзистора" в максимально упрощенном виде. А опытные аксакалы сами начнут тыкать осциллом!
:hi:

Цитата: Chugunov
желательны диоды Шоттки из-за больших токов
Ток для упоминаемой нагрузки не превышает 0,5...0,6А. Я поставил SF14 (потому что их можно снять с платы Р-1, кроме того их просто много у меня). Нагрева нет. Шоттки хорошо, но работает и без Шотток.

Цитата: Chugunov
Игл, конечно, хорошо, но большинство привыкло к спринту, для таких простых схем его хватает с избытком.
EAGLE действительно хорошо! Как я пишу выше, это мой первый опыт использования CAD-пакета EAGLE, а начинать нужно с простого, от печки. Не так ли?
Вообще я приглашаю всех перемещаться на EAGLE. Он официально бесплатен для домашних целей (с некоторыми ограничениями), имеет несравненные со Спринтом возможности и изначально более верную идеологию разработки ПП.
По моему скромному мнению, Спринт - замена листка бумаги и карандаша. EAGLE - настоящая CAD (Computer-aided design) система для проектирования печатных плат с великолепными возможностями для радиолюбителя.

Прошу всех обратить внимание - ОПИСАНО КОНКРЕТНОЕ ПРОВЕРЕННОЕ РАБОТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, изготовленное ДЛЯ КОНКРЕТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ.
Учитывайте пожалуйста этот факт при комментировании.

<

shaytan

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 9 от 12-10-11, 15:54.
Ответить
  • С нами с 25.01.2010
  • 76 комментариев
  • 2 публикации
 
Спасибо! Нужная и полезная статья. От себя скажу: может это и не существенно, но я бы дорожки к выходным клеммам провел прямо от выводов С9, а не от "+С7" и "-С6" (см. рисунок печатки в статье), так и короче и ИМХО, правильнее :blush:

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 10 от 12-10-11, 16:39.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 214 комментариев
  • 273 публикации
 
shaytan, спасибо на добром слове.
Про дорожки - несомненно, от С9 короче. Но правильнее ли? :)
Чем хорош EAGLE - в два клика мышкой и без риска нарушить обшую логику и схему можно поменять разводку ПП.
Пробуйте. Выкладывайте свои варианты. Да здравствует практика!

<

shaytan

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 11 от 12-10-11, 21:18.
Ответить
  • С нами с 25.01.2010
  • 76 комментариев
  • 2 публикации
 
Спасибо за внимание к моему скромному комментарию, Игорь! :yes:
Насчет правильнее я так понимаю: ток из выхода транзистора и "-С6", никуда не разветвляясь, потечет к С7, который окончательно отфильтрует низкочастотные пульсации, потом к С9, который почистит ВЧ и готовенький к употреблению утечет прямо в нагрузку. smile

<

shaytan

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 12 от 12-10-11, 22:00.
Ответить
  • С нами с 25.01.2010
  • 76 комментариев
  • 2 публикации
 
То что написал теперь нарисовал: изменения обозначены красным треугольником


<

Ryan

Читатель Датагора
  • Прохожий
Комментарий # 13 от 25-10-11, 22:57.
Ответить
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
У меня вопрос.
Насколько разумнее установить транзистор с другой стороны радиатора учитывая, что его, возможно, когда-нибудь придётся заменять, к примеру при ремонте?
Спасибо.

<

dimga

Дмитрий Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 14 от 11-01-12, 2:44.
Ответить
  • С нами с 20.10.2009
  • 4 комментария
  • 0 публикаций
 
Если с платы ушника снять стабилизатор и подавать питание на ноги конденсатора 4700 мкФ то как будет работать сия конструкция? Или не догоняю чего то? Перемычку ставить вместо стабилизатора нужно, недописка что ли в статье? Конденсатор стоит до стабилизатора, и, если стабилизатора нет то и питания нет. Решил сделать подобное и обратил вот внимание.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 15 от 11-01-12, 13:28.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 214 комментариев
  • 273 публикации
 
Дима, спасбо за внимательность! Нету недописки, есть лишний ноль!
Не 4700, а 470мкф! Это С18 по схеме. Нужный нам конденсатор расположен между двумя радиаторами выходных транзисторов.
При желании, после удаления 7812 с платы, можно оставить большой конденсатор 4700мкф и подключить его в работу перемычкой.

Поправлю в статье.

<

Rom76

Читатель Датагора
  • Прохожий
Комментарий # 16 от 20-03-12, 10:41.
Ответить
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
Хочу повторить конструкцию в двуполярном варианте и у меня, как у начинающего вопрос: У Элиота С5 и С6 названы фильтрами второго порядка и имеют емкость 470 мкФ, обязательно ли ставить их такой большой емкости (2200 мкФ) или это лишь привязка к старой конструкции? И обязательно ли применение С8, ведь насколько я понял, частота пульсаций 100 Гц и на такой частоте электролиты еще вполне работоспособны?

Назад Вперед

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew


Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.