วงจรเสียงสามารถใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟสลับโหมดได้หรือไม่?

วงจรเสียงส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากหม้อแปลงขนาดใหญ่หนักและคลื่นเล็ก ๆ หลังจากปรับให้เรียบ SMPS มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น อีเอ็มไอสามารถป้องกันได้ด้วยกล่องหุ้มโลหะและเอาต์พุตที่ถูกกรองเพื่อลดเสียงรบกวน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่กำลังจะถูกควบคุมเพิ่มเติม เหตุใดจึงไม่ใช้แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ในวงจรเสียงเช่น เพาเวอร์แอมป์และการปรับปรุงใดที่สามารถทำให้ SMPS เหมาะกับวงจรเสียงได้

ฉันจะให้พื้นฐานเล็กน้อยกับคุณ ... ฉันทำงานอย่างมืออาชีพในอุตสาหกรรมเครื่องเสียงมามากกว่า 14 ปีแล้ว ฉันได้ออกแบบวงจรให้กับ บริษัท โปร - ออดิโอรายใหญ่ส่วนใหญ่ บริษัท ออดิโอไฟล์หนึ่ง บริษัท ประเด็นคือฉันอยู่ใกล้ ๆ แล้วและรู้มากเกี่ยวกับวิธีการทำเสียง!

SMPS สามารถและใช้สำหรับวงจรเสียง! ฉันใช้มันตั้งแต่แอมป์ไมโครโฟนที่ไวต่อแอมป์ขนาดใหญ่ ในความเป็นจริงสำหรับแอมพลิฟายเออร์ขนาดใหญ่ที่จำเป็นต้องมี เมื่อเครื่องขยายเสียงได้รับเกินสองสามร้อยวัตต์แล้วแหล่งจ่ายไฟจะต้องมีประสิทธิภาพสุด ลองนึกภาพความร้อนที่เกิดจากแอมป์ 1,000 วัตต์ถ้าแหล่งจ่ายไฟมีประสิทธิภาพเพียง 50%!

แต่ถึงแม้จะมีขนาดเล็กลงประสิทธิภาพของ SMPS ก็มักจะสมเหตุสมผล หากวงจรอะนาล็อกได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมเสียงจากแหล่งจ่ายไฟจะถูกปฏิเสธโดยวงจรอะนาล็อกและจะไม่ส่งผลกระทบต่อเสียงรบกวน (มาก)

สำหรับแอปพลิเคชันที่ไวต่อเสียงรบกวนคุณสามารถใช้วิธีไฮบริดได้ สมมติว่าคุณมี ADC ที่ต้องการ + 5v คุณสามารถใช้ SMPS เพื่อสร้าง + 6v จากนั้นเป็นตัวควบคุมเชิงเส้นที่มีสัญญาณรบกวนต่ำสุดเพื่อนำมาลงที่ + 5v คุณจะได้รับประโยชน์มากที่สุดจาก SMPS แต่เสียงรบกวนต่ำของตัวควบคุมเชิงเส้น มันไม่ได้มีประสิทธิภาพเท่ากับ SMPS แต่มันเป็นการแลกเปลี่ยน

แต่สิ่งหนึ่งที่ต้องจำไว้ ... SMPS สำหรับแอปพลิเคชั่นเสียงต้องได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงเสียง แน่นอนคุณต้องมีการกรองผลลัพธ์ที่ดีขึ้น แต่คุณจะต้องจำรายละเอียดอื่น ๆ ไว้ด้วย ตัวอย่างเช่นปัจจุบัน SMPS อาจมีบางสิ่งที่เรียกว่า "โหมดต่อเนื่อง" หรือ "โหมดไม่ต่อเนื่อง" โดยทั่วไปแล้ว SMPS จะสลับที่ความถี่คงที่ แต่ในโหมดใดโหมดหนึ่งเหล่านี้การสลับจะค่อนข้างผิดปกติ พฤติกรรมที่ผิดปกตินั้นอาจส่งสัญญาณเสียงออกไปยังย่านความถี่เสียงซึ่งจะยากต่อการกรองออก แม้ว่าโดยปกติแล้ว SMPS จะสลับที่ 1 MHz เมื่ออยู่ในหนึ่งในโหมดเหล่านี้คุณจะได้รับสัญญาณรบกวน 10 KHz การควบคุมว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับการออกแบบของชิปที่แหล่งจ่ายไฟใช้ ในบางกรณีคุณไม่สามารถควบคุมได้

บางคนสนับสนุนให้ใช้แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นสำหรับเสียงเท่านั้น ในขณะที่วัสดุเชิงเส้นมีเสียงดังน้อยพวกเขามีปัญหาอื่น ๆ อีกมากมาย ความร้อนประสิทธิภาพและน้ำหนักเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุด ในความคิดของฉันคนส่วนใหญ่ที่สั่งสอนเรื่องเสบียงเชิงเส้นเท่านั้นล้วน แต่เข้าใจผิดหรือขี้เกียจ เข้าใจผิดเพราะพวกเขาไม่รู้วิธีจัดการกับการเปลี่ยนเสบียงหรือขี้เกียจเพราะพวกเขาไม่สนใจที่จะเรียนรู้วิธีการออกแบบวงจรที่แข็งแกร่ง ฉันได้ออกแบบอุปกรณ์เสียงเพียงพอกับ SMPS เพื่อพิสูจน์ว่าสามารถทำได้โดยไม่เจ็บปวดมากเกินไป

แอมป์คลาส D เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เหล่านี้เป็นเรื่องธรรมดาวันนี้และสามารถมีรายละเอียดค่อนข้างดี Audiophools อาจย่นจมูกของพวกเขาเมื่อมีคนบอกว่าแอมป์เป็นคลาส D หรือมีแหล่งจ่ายไฟสลับข้างใน แต่สิ่งนั้นยากที่จะตรวจจับในการทดสอบตาบอดสองเท่า ในโลกแห่งเสียงมันอาจเป็นเรื่องยากที่จะแยกวิทยาศาสตร์และผลลัพธ์ที่วัดได้จากความเชื่อทางศาสนา

สั้น:

• SMPS ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเสียงหลายระบบ

• ในระบบที่มีเป้าหมายเป็นผู้ที่ชื่นชอบระดับบนสุดแหล่งจ่ายไฟที่ใช้หม้อแปลงแกนเหล็กอาจเป็นที่ต้องการเนื่องจากความแตกต่างที่เกิดขึ้นซึ่งไม่เป็นไปตามที่พวกเขาสามารถถูกตรวจจับได้

SMPS ใช้เป็นประจำเพื่อเพิ่มพลังให้กับวงจรเสียงในแอพพลิเคชั่นมากมาย อุปกรณ์เครื่องเสียงในประเทศส่วนใหญ่อาจใช้ SMPS

ระบบปลายสุดยอดสำหรับ audiophiles อาจใช้ "iron transformers" เนื่องจากประโยชน์ที่แท้จริงและหรือการรับรู้ กำจัดเสียงรบกวนสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้หม้อแปลงไฟฟ้า 50 Hz เป็นที่เข้าใจกันดีว่าพลังงานเสียงส่วนใหญ่อยู่ที่ความถี่ต่ำซึ่งเป็นความถี่หลักหลายเท่าซึ่งทำให้สามารถปฏิเสธได้โดยใช้เทคนิคตัวกรองรอยบากหากต้องการการปฏิเสธระดับสูงอย่างน่าประหลาดใจ ข้อยกเว้นหลักอาจเป็นเสียงเปลี่ยนไดโอดที่เกิดจากพีคปัจจุบันเมื่อไดโอดดำเนินการที่จุดสูงสุดของรูปแบบคลื่น AC และสิ่งนี้สามารถลดลงอย่างมากโดยการกระจายตัวต้านทานและการออกแบบที่ดีโดยทั่วไป

โดยทั่วไปแล้ว SMPS จะใช้ความถี่ในการสลับ 50 kHz ถึงประมาณ 2 MHz และมักจะอยู่ในช่วงไม่กี่ร้อยกิโลเฮิร์ตซ์ ควรกรองเหล่านี้ได้อย่างง่ายดายมากยิ่งขึ้นกว่าเสียงรบกวนความถี่ต่ำ แต่ระดับการปฏิเสธของวงจรเครื่องขยายเสียงลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้นและมักจะเลวร้ายยิ่งกว่าที่ 100 kHz เมื่อเทียบกับที่ 10 kHz

ไม่ว่าจะเป็นอุปทาน SMPS ที่ออกแบบมาอย่างดีจะยิ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพของระบบเสียงชั้นนำอย่างมีนัยสำคัญได้หรือไม่ แต่ถ้าผู้ใช้คิดว่า SMPS อาจแย่กว่าอุปกรณ์ดั้งเดิมและ / หรือหากซัพพลายเออร์ระบุว่าพวกเขาเป็นหรืออาจจะหรือว่าการทดสอบการฟังได้รับการยืนยันว่าพวกเขาเป็นแล้ว "สิ่งที่ทันสมัย" จะเป็นผู้แพ้เมื่อเทียบกับเหล็ก เสบียง cored - โดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่อาจเป็นจริง

แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งถูกนำมาใช้ในระดับที่เพิ่มขึ้นในหลาย ๆ แอปพลิเคชัน แน่นอนว่าแอปพลิเคชั่นเสียงขนาดผนังหูดกำลังใช้ตัวสลับบ่อยเท่าที่ไม่ ฉันคิดว่าปัจจัยสำคัญที่ จำกัด การยอมรับการเปลี่ยนอุปกรณ์ในอดีตเป็นข้อเท็จจริงที่ว่าในขณะที่ระบบเสียงส่วนใหญ่ไม่ผ่านความถี่สูงมาก (เช่นมากกว่า 100KHz) ในทุกสิ่งที่มีลักษณะคล้ายกับการใช้งานที่มีประโยชน์การปรากฏตัวของความถี่ดังกล่าว เวทีเสียงอาจทำให้เกิดการบิดเบือนในการส่งออก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการกำหนดค่าฟีดแบ็กแอมป์เสียงปฏิเสธเสียงเพาเวอร์ซัพพลายจะดีกว่าที่ความถี่ต่ำกว่าความถี่สูง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายสำหรับสัญญาณรบกวนความถี่สูงในการจัดหาเวทีเสียงหนึ่งเวทีเพื่อให้เกิดความผิดเพี้ยนในเวทีเสียงต่อไปนี้ แม้ว่าเสียง 60Hz ด้วยตัวเองจะได้ยินมากกว่า 100KHz

ฉันแน่ใจว่าด้วยตัวสลับเวลาจะแพร่หลายมากขึ้นในอุปกรณ์เสียงแม้ว่าความเฉื่อยทางการตลาดอาจป้องกันไม่ให้มันเกิดขึ้นเร็วเท่าที่จะเป็นอุดมคติจากจุดยืนทางเทคนิคล้วนๆ หากลูกค้าเชื่อมโยงหม้อแปลงขนาดใหญ่ที่มีอุปกรณ์เสียงคุณภาพสูงและดูผู้ผลิตที่มีความอ่อนไหวด้านราคามากขึ้นโดยใช้สวิตช์พวกเขาอาจมองว่าสวิตช์ "ราคาถูก" โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากอุปกรณ์บางอย่างที่ทำงานได้ดีกับเสียงหูด crummy เมื่อถูกขับเคลื่อนโดยหูดผนังสลับโหมดราคาถูกที่มีรายละเอียดเล็กน้อยเหมือนกัน

แหล่งจ่ายไฟ Switch Mode Power Supply (SMPS) ราคาประหยัดที่มีการกรองต่ำและการปฏิเสธ EMI / RFI ที่ไม่ดีทำให้ชื่อเสียงของ SMPS ในโลกเสียง Hi-Fi แย่ลง จะใช้ SMPS คุณภาพสูงในอุปกรณ์ระดับสูงเพื่อเอาชนะความเสียหายที่ได้ทำไป แต่ไม่มีเหตุผลที่ดีว่าทำไม SMPS ไม่สามารถใช้กับวงจรเสียงขนาดใหญ่และขนาดเล็กได้

บริษัท เสียงชั้นสูงหลายแห่งในขณะนี้ใช้ SMPS ด้วยเหตุผลต่าง ๆ ไม่ใช่ทั้งหมด แต่ส่วนใหญ่เป็นเพราะ

• (A) น้ำหนักของแกนเหล็ก / หม้อแปลงขดลวดทองแดง
• (B) ประสิทธิภาพของการเชื่อมต่อระหว่างขดลวด {เช่นการสูญเสียพลังงาน}
• (C) ราคาจริงของทองแดงในปัจจุบันนี้

ทุกคนที่เคยทำงานกับระบบ PA กำลังสูงจะรู้ว่าแอมพลิฟายเออร์ขนาดใหญ่ (600W ถึง 1Kw ขึ้นไปเป็นเรื่องธรรมดา) นั้นหนักและมีขนาดใหญ่เพื่อให้เหมาะกับเคสติดตั้งบนแร็คมาตรฐานของคุณ

แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นมาตรฐานส่งทุกอย่างตั้งแต่บวกและลบแรงดันไฟฟ้ารถไฟที่ 75 และสูงกว่า 'คงที่ "พลัง' ใด ๆ 'จากแหล่งจ่ายที่ไม่ได้ใช้คือ" ปล่อย "ลงในฮีทซิงค์

ตัวอย่างเช่นแอมพลิฟายเออร์ 1 กิโลวัตต์ที่ทำงานที่เพียง 10% จะสูญเสียพลังงานมากกว่าเพราะความร้อนมากกว่าแอมพลิฟายเออร์เดียวกันที่ทำงานที่ 90%

ผู้ผลิตเครื่องเสียงบางรายได้ใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้และใช้วงจรตรวจจับอินพุตเพื่อปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขาออกของแหล่งจ่ายไฟเพื่อให้ระดับรางจ่ายไฟตามที่จำเป็นเท่านั้น สลับระหว่างความถี่เสียง 4 ถึง 10 เท่า (สิ่งประดิษฐ์ HF ใด ๆ สามารถกรองได้อย่างง่ายดายกรองออกจากแหล่งจ่ายไฟ DC)

การสลับอย่างรวดเร็วนี้จะเปลี่ยนแปลงแรงดันเอาต์พุตจาก, พูด, บวกและลบ 30V สำหรับสัญญาณระดับต่ำถึงบวกและลบ 90V (หรือสูงกว่าขึ้นอยู่กับการออกแบบ FET / ทรานซิสเตอร์) เนื่องจากประสิทธิภาพของ SMPS ทำให้ลดต้นทุนและน้ำหนักของแอมพลิฟายเออร์ได้อย่างมากเนื่องจากไม่มีก้อนเหล็กและทองแดงขนาดใหญ่อีกต่อไปที่จะดึงไปมาอีกต่อไป แต่ยังไม่มีอลูมิเนียมฮีทซิงค์ขนาดใหญ่เพื่อกระจายการสูญเสียพลังงาน ต้องเปลี่ยนอากาศรอบตัวพวกเขาให้เพียงพอ

หากไม่มีการกรองที่ไม่ดีจะไม่มี "แหล่งจ่ายไฟ" ที่ส่งผลกระทบต่อคุณภาพเสียงของเครื่องขยายเสียงใด ๆ ไม่ว่าจะเป็นแบบเชิงเส้นหรือแบบดิจิทัล แรงดันคือแรงดัน แบนและระลอกเป็นอิสระจากประเภทใด: หลังจากนั้นมันคือการออกแบบของเครื่องขยายเสียงที่กำหนดเสียงรบกวนและการบิดเบือน